CN205901315U - 一种基于dsp控制的静止无功发生器 - Google Patents

一种基于dsp控制的静止无功发生器 Download PDF

Info

Publication number
CN205901315U
CN205901315U CN201620926986.XU CN201620926986U CN205901315U CN 205901315 U CN205901315 U CN 205901315U CN 201620926986 U CN201620926986 U CN 201620926986U CN 205901315 U CN205901315 U CN 205901315U
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
signal
dsp
telecommunication
load
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201620926986.XU
Other languages
English (en)
Inventor
高贵亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201620926986.XU priority Critical patent/CN205901315U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN205901315U publication Critical patent/CN205901315U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/10—Flexible AC transmission systems [FACTS]

Landscapes

  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

本实用新型实施例提供了一种基于DSP控制的静止无功发生器，属于电力系统无功补偿技术领域。该静止无功发生器包括生成无功补偿电流信号的主电路、检测电信号的检测电路、转换该电信号的信号调理电路和输出控制信号的DSP控制器；所述主电路与电网、检测电路和DSP控制器相连，所述检测电路还与负载、信号调理电路相连，所述信号调理电路连接于所述DSP控制器的输入端；其中，所述信号调理电路对所述检测电路发送的电信号进行转换后发送给所述DSP控制器，所述DSP控制器根据所述信号调理电路发送的电信号产生控制信号并发送给所述主电路，以控制该主电路生成无功补偿电流信号。本实用新型能够实时对感性或容性负载进行无功补偿。

Description

一种基于DSP控制的静止无功发生器
技术领域
本实用新型涉及电力系统无功补偿技术领域，具体而言，涉及一种基于DSP控制的静止无功发生器。
背景技术
随着电力电子技术的不断进步，越来越多的非线性、冲击性无功负载被应用在电力系统中。如果电力系统中无功储备不足会导致系统功率因素下降、电压不平衡、电压跌落以及线路损耗增加。无功功率是电力系统中维持各种感性设备电磁场、进行电能转换和传输所必须的能量。实际运行中往往需要对无功功率进行实时补偿。
与静止无功补偿装置(Static Var Compensator，SVC)相比，静止无功发生器(Static Var Generator，SVG)具有体积小、重量轻、调节速度快、运行范围宽以及谐波含量低等优点，得到了迅速发展和广泛应用。静止无功发生器是指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。其主电路结构主要包括电压型桥式电路和电流型桥式电路。由于运行效率等原因，迄今投入使用的静止无功发生器大都采用电压型桥式电路。但是现有技术中由于静止无功发生器的采样不同步，导致其实时性不高。由于电网的频率总是存在一定的变化，如果对电网信号进行采集时得到的多个等间隔样本点不是均匀地落在电网的一个整周波内，就会造成测量误差。
实用新型内容
本实用新型提供了一种基于DSP控制的静止无功发生器，旨在实时对感性或容性负载进行无功补偿。
本实用新型实施例提供的一种基于DSP控制的静止无功发生器，应用于电力系统，该电力系统包括电网和负载，该静止无功发生器包括生成无功补偿电流信号的主电路、检测电信号的检测电路、转换该电信号的信号调理电路和输出控制信号的DSP控制器；
所述主电路与电网、检测电路和DSP控制器相连，所述检测电路还与所述负载和信号调理电路相连，所述信号调理电路连接于所述DSP控制器的输入端；
其中，所述信号调理电路对所述检测电路发送的电信号进行转换后发送给所述DSP控制器，所述DSP控制器根据所述信号调理电路发送的电信号产生控制信号并发送给所述主电路，以控制该主电路生成无功补偿电流信号。
优选地，所述静止无功发生器还包括与所述DSP控制器的输出端连接的用于对控制信号进行信号转换的光电隔离电路，所述光电隔离电路通过驱动电路连接于所述主电路，其中，所述驱动电路控制该主电路生成无功补偿电流信号。
优选地，所述信号调理电路包括连接于所述检测电路并用于对所述检测电路发送的电信号进行幅值变换的偏置电路。
优选地，所述信号调理电路还包括连接于所述偏置电路以及所述DSP控制器之间的滤波电路，所述滤波电路用于对所述偏置电路输出的电信号进行滤波。
优选地，所述电网还连接有直流电源电路，所述DSP控制器、光电隔离电路和驱动电路分别与所述直流电源电路相连。
优选地，所述主电路包括直流侧电容、三电平逆变器和交流侧电感，所述直流侧电容连接于所述检测电路和三电平逆变器，所述三电平逆变器连接于所述交流侧电感，所述交流侧电感连接于所述电网。
优选地，所述检测电路包括相互并联的直流电压检测电路、电网电压检测电路、负载电流检测电路和电感电流检测电路，所述直流电压检测电路连接于所述直流侧电容，所述电网电压检测电路连接于所述电网，所述负载电流检测电路连接于所述负载，所述电感电流检测电路连接于所述交流侧电感。
优选地，所述三电平逆变器包括IGBT电路。
优选地，所述检测电路检测到的电信号包括电网三相电压信号、负载三相电流信号、交流侧无功补偿电流信号和直流侧电压信号。
优选地，所述DSP控制器产生的控制信号为SVPWM信号。
本实用新型实施例提供的一种基于DSP控制的静止无功发生器，通过检测电路将检测到的电信号发送给信号调理电路进行转换，该信号调理电路将转换后的电信号发送给DSP控制器，以使该DSP控制器根据转换后的电信号产生控制信号并发送给主电路，进而生成无功补偿电流信号，以对感性或容性负载进行无功补偿，具有较高的实时性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应该看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本实用新型实施方式提供的一种基于DSP控制的静止无功发生器的组成框图。
图2是本实用新型实施方式提供的一种应用于图1的信号调理电路的组成框图。
图3是本实用新型实施方式提供的一种应用于图1的主电路的组成框图。
图4是本实用新型实施方式提供的一种应用于图1的检测电路的组成框图。
图中标记分别为：
静止无功发生器100；
电网101；负载102；主电路103；检测电路104；信号调理电路105；DSP控制器106；光电隔离电路107；驱动电路108；直流电源电路109；
直流侧电容1031；三电平逆变器1032；交流侧电感1033；
直流电压检测电路1041；电网电压检测电路1042；负载电流检测电路1043；电感电流检测电路1044；
偏置电路1051；滤波电路1052。
具体实施方式
与静止无功补偿装置(SVC)相比，静止无功发生器(SVG)具有体积小、重量轻、调节速度快、运行范围宽以及谐波含量低等优点，得到了迅速发展和广泛应用。静止无功发生器是指由自换相的电力半导体桥式变流器来进行动态无功补偿的装置。其主电路结构主要包括电压型桥式电路和电流型桥式电路。由于运行效率等原因，迄今投入使用的静止无功发生器大都采用电压型桥式电路。但是现有技术中由于静止无功发生器的采样不同步，导致其实时性不高。由于电网的频率总是存在一定的变化，如果对电网信号进行采集时得到的多个等间隔样本点不是均匀地落在电网的一个整周波内，就会造成测量误差。
鉴于此，本实用新型提供了一种基于DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)控制的静止无功发生器，通过检测电路将检测到的电信号发送给信号调理电路进行转换，该信号调理电路将转换后的电信号发送给DSP控制器，以使该DSP控制器根据转换后的电信号产生控制信号并发送给主电路，进而能够实时对感性或容性负载进行无功补偿。
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，是本实用新型实施例提供的一种基于DSP控制的静止无功发生器100。该静止无功发生器100主要应用于电力系统中，该电力系统可以包括电网101和至少一个负载102,所述负载102连接于所述电网101。该负载102包括，但不限于感性负载和容性负载。本实施例中，优选所述负载102为感性负载。所述静止无功发生器100可以包括主电路103、检测电路104、信号调理电路105和DSP控制器106。其中，所述电网101、检测电路104和DSP控制器106分别与所述主电路103相连。所述负载102、信号调理电路105与所述检测电路104相连。所述信号调理电路105连接于所述DSP控制器106的输入端。
基于上述硬件架构，本实用新型实施例所提供的一种基于DSP控制的静止无功发生器100的具体工作过程及实现原理如下。首先，所述检测电路104对电力系统中的各电信号进行检测，并将检测到的每个电信号发送给所述信号调理电路105。然后所述信号调理电路105对接收到的电信号进行转换，并发送给所述DSP控制器106的模数转换器，并根据所述信号调理电路105发送的电信号输出控制信号给所述主电路103，以使所述主电路103实时对感性或容性负载102进行无功补偿。
本实施例中，所述检测电路104检测到的电信号主要包括电网三相电压信号、负载三相电流信号、交流侧无功补偿电流信号和直流侧电压信号。所述信号调理电路105对接收到的电网三相电压信号、负载三相电流信号、交流侧无功补偿电流信号和直流侧电压信号进行转换后发送给所述DSP控制器106。所述DSP控制器106根据所述信号调理电路105发送的电网三相电压信号、负载三相电流信号、交流侧无功补偿电流信号和直流侧电压信号输出控制信号给所述主电路103，以使所述主电路103实时对感性或容性负载102进行无功补偿。
为了实现所述主电路103实时对感性或容性负载102的电流信号进行无功补偿，本实施例中，所述DSP控制器106产生的控制信号为SVPWM(Space Vector Pulse WidthModulation，空间矢量脉宽调制)信号。其中，所述SVPWM信号是以三相对称正弦波电压供电时，三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM(Pulse Width Modulation)波，并以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。SVPWM信号的主要特点有：在每个小区间虽有多次开关切换，但是每次开关切换只涉及一个器件，所以开关损耗小。利用电压空间矢量直接生成三相PWM波，计算过程简单。以及逆变器输出线电压基波最大值为直流侧电压，比一般的逆变器输出电压高15％。
请进一步参阅图1，所述静止无功发生器100还包括光电隔离电路107。所述光电隔离电路107与所述DSP控制器106的输出端相连。在所述光电隔离电路107和所述主电路103之间还连接有驱动电路108，所述驱动电路108用于控制该主电路103生成无功补偿电流信号。其中，所述光电隔离电路107用于对所述DSP控制器106的输出端发送的控制信号进行信号转换，并发送给所述驱动电路108，以使该驱动电路108控制所述主电路103生成无功补偿电流信号，例如当所述DSP控制器106的输出端的输出电压为3.3V时，所述驱动电路108将该输出电压3.3V转换为15V电压进行输出。本实施例中，所述光电隔离电路107用于隔离所述DSP控制器106和所述驱动电路108，以使控制信号只能从所述DSP控制器106流向所述驱动电路108，进而防止所述主电路103所处的高压功率侧对所述DSP控制器106所处的控制信号侧的干扰。
请参阅图2，所述信号调理电路105包括偏置电路1051。所述偏置电路1051连接于所述检测电路104。本实施例中，所述检测电路104将检测到的电网三相电压信号、负载三相电流信号、交流侧无功补偿电流信号和直流侧电压信号发送给所述偏置电路1051。所述偏置电路1051用于对接收到的电网三相电压信号、负载三相电流信号、交流侧无功补偿电流信号和直流侧电压信号进行幅值变换，以满足所述DSP控制器106的工作要求。该偏置电路1051可以是，但不限于加法器。
由于外界干扰的原因，所述偏置电路1051输出的信号波形中含有高次谐波。为了滤除该高次谐波对DSP控制器106的影响，所述信号调理电路105还包括滤波电路1052。所述滤波电路1052的输入端连接于所述偏置电路1051、输出端连接于所述DSP控制器106。本实施例中，所述滤波电路1052将经所述偏置电路1051进行幅值变换后输出的电信号进行滤波，并将经过滤波处理后的电信号发送给所述光电隔离电路107。其中，所述滤波电路1052可以是，但不限于低通滤波器，所述低通滤波器包括二阶巴特沃斯低通滤波器。
进一步地，为了满足所述静止无功发生器100的供电需求，在所述电网101上连接有直流电源电路109。本实施例中，所述DSP控制器106、光电隔离电路107和驱动电路108分别与所述直流电源电路109相连。所述直流电源电路109包括变压模块和稳压模块。其中，所述变压模块用于对电网101直接提供的电压进行变压，所述稳压模块用于对变压后的电压进行稳压。经过稳压后的电压用于为所述DSP控制器106、光电隔离电路107和驱动电路108提供工作电压。
请参阅图3，所述主电路103可以包括直流侧电容1031、三电平逆变器1032和交流侧电感1033。本实施例中，所述直流侧电容1031的一端连接于所述检测电路104、另一端连接于所述三电平逆变器1032。所述三电平逆变器1032还连接于所述交流侧电感1033。所述交流侧电感1033连接于所述电网101。
所述三电平逆变器1032可以是，但不限于IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)电路。该IGBT电路是由BJT(Bipolar JunctionTransistor，双极型三极管)和MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET，绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。本实施例中，为了对所述三电平逆变器1032进行精确控制，所述驱动电路108连接于所述IGBT电路的栅极和发射极。所述IGBT电路在所述驱动电路108的作用下导通或关断，以对感性或容性负载102进行无功补偿。
如图4所示，所述检测电路104可以包括直流电压检测电路1041、电网电压检测电路1042、负载电流检测电路1043和电感电流检测电路1044。其中，所述直流电压检测电路1041连接于所述直流侧电容1031，用于感知所述直流侧电压信号。本实施例中，所述电网电压检测电路1042连接于所述电网101，用于采集所述电网三相电压信号。所述负载电流检测电路1043连接于所述负载102，用于采集所述负载三相电流信号。所述电感电流检测电路1044连接于所述交流侧电感1033，用于采集所述交流侧无功补偿电流信号。其中，所述直流电压检测电路1041、电网电压检测电路1042、负载电流检测电路1043和电感电流检测电路1044相互并联，以使各路检测到的电信号互不干扰。
详细地，所述检测电路104将检测到的电网三相电压信号、负载三相电流信号、交流侧无功补偿电流信号和直流侧电压信号分别发送给所述信号调理电路105，所述信号调理电路105对接收到的电网三相电压信号、负载三相电流信号、交流侧无功补偿电流信号和直流侧电压信号进行幅值变换和频率选择之后发送给所述DSP控制器106，以使所述DSP控制器106通过所述光电隔离电路107和驱动电路108控制所述三电平逆变器1032对感性或容性负载102进行无功补偿。
本实用新型实施例提供的一种基于DSP控制的静止无功发生器100，通过检测电路104将检测到的电信号发送给信号调理电路105进行转换，该信号调理电路105将转换后的电信号发送给DSP控制器106，以使该DSP控制器106根据转换后的电信号产生控制信号并发送给主电路103，进而生成无功补偿电流信号，以对感性或容性负载102进行无功补偿，具有较高的实时性和可靠性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于DSP控制的静止无功发生器，应用于电力系统，该电力系统包括电网和负载，其特征在于，该静止无功发生器包括生成无功补偿电流信号的主电路、检测电信号的检测电路、转换该电信号的信号调理电路和输出控制信号的DSP控制器；
所述主电路与电网、检测电路和DSP控制器相连，所述检测电路还与所述负载和信号调理电路相连，所述信号调理电路连接于所述DSP控制器的输入端；
其中，所述信号调理电路对所述检测电路发送的电信号进行转换后发送给所述DSP控制器，所述DSP控制器根据所述信号调理电路发送的电信号产生控制信号并发送给所述主电路，以控制该主电路生成无功补偿电流信号。
2.根据权利要求1所述的基于DSP控制的静止无功发生器，其特征在于，所述静止无功发生器还包括与所述DSP控制器的输出端连接的用于对控制信号进行信号转换的光电隔离电路，所述光电隔离电路通过驱动电路连接于所述主电路，其中，所述驱动电路控制该主电路生成无功补偿电流信号。
3.根据权利要求2所述的基于DSP控制的静止无功发生器，其特征在于，所述信号调理电路包括连接于所述检测电路并用于对所述检测电路发送的电信号进行幅值变换的偏置电路。
4.根据权利要求3所述的基于DSP控制的静止无功发生器，其特征在于，所述信号调理电路还包括连接于所述偏置电路以及所述DSP控制器之间的滤波电路，所述滤波电路用于对所述偏置电路输出的电信号进行滤波。
5.根据权利要求2所述的基于DSP控制的静止无功发生器，其特征在于，所述电网还连接有直流电源电路，所述DSP控制器、光电隔离电路和驱动电路分别与所述直流电源电路相连。
6.根据权利要求1所述的基于DSP控制的静止无功发生器，其特征在于，所述主电路包括直流侧电容、三电平逆变器和交流侧电感，所述直流侧电容连接于所述检测电路和三电平逆变器，所述三电平逆变器连接于所述交流侧电感，所述交流侧电感连接于所述电网。
7.根据权利要求6所述的基于DSP控制的静止无功发生器，其特征在于，所述检测电路包括相互并联的直流电压检测电路、电网电压检测电路、负载电流检测电路和电感电流检测电路，所述直流电压检测电路连接于所述直流侧电容，所述电网电压检测电路连接于所述电网，所述负载电流检测电路连接于所述负载，所述电感电流检测电路连接于所述交流侧电感。
8.根据权利要求6所述的基于DSP控制的静止无功发生器，其特征在于，所述三电平逆变器包括IGBT电路。
9.根据权利要求1所述的基于DSP控制的静止无功发生器，其特征在于，所述检测电路检测到的电信号包括电网三相电压信号、负载三相电流信号、交流侧无功补偿电流信号和直流侧电压信号。
10.根据权利要求1所述的基于DSP控制的静止无功发生器，其特征在于，所述DSP控制器产生的控制信号为SVPWM信号。
CN201620926986.XU 2016-08-23 2016-08-23 一种基于dsp控制的静止无功发生器 Expired - Fee Related CN205901315U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201620926986.XU CN205901315U (zh) 2016-08-23 2016-08-23 一种基于dsp控制的静止无功发生器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201620926986.XU CN205901315U (zh) 2016-08-23 2016-08-23 一种基于dsp控制的静止无功发生器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN205901315U true CN205901315U (zh) 2017-01-18

Family

ID=57778233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201620926986.XU Expired - Fee Related CN205901315U (zh) 2016-08-23 2016-08-23 一种基于dsp控制的静止无功发生器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN205901315U (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203405559U (zh) 电能回馈型电子负载
CN204103797U (zh) 一种准z源三电平t型逆变器
CN102545227B (zh) 一种基于相序识别的有源电力滤波器的自适应控制方法
CN105119536B (zh) 一种电机驱动器拓扑及其控制方法
CN105406748A (zh) 一种抑制模块化多电平变流器输出电流谐波的控制方法
CN105490275A (zh) 一种并联混合型有源滤波器及其质量检测方法
CN104767365B (zh) T型三电平dc/ac变换器直流电压纹波补偿系统及方法
CN106452142B (zh) 一种适用于模块化多电平变换器的改进调制策略
CN106787814A (zh) 永磁同步发电机的九电平变流器
CN104868761A (zh) 一种用于三相pwm整流器新型三角波比较控制方法
CN103117553A (zh) 一种微电网背景下的新型电能质量调节器
CN104796019B (zh) 一种z源三电平pwm整流器及其控制方法
CN103532155B (zh) 集中控制的多模块静止同步补偿器及其控制方法
CN101800479A (zh) 一种智能退火的电源控制装置
CN107482930A (zh) 一种双电感双电压直流输出电路
CN105958525B (zh) 一种永磁风力发电系统的pwm并网逆变器控制方法
CN205901315U (zh) 一种基于dsp控制的静止无功发生器
CN207664638U (zh) 一种分布式电源的并网vsg装置
CN107359843B (zh) 功率变换控制系统
CN206004647U (zh) 一种svg采样信号调理电路
CN204809873U (zh) 基于tnpc型的三相静止无功发生器
CN108123440A (zh) 一种新型的三相四线制有源滤波器
CN205081692U (zh) 一种恒流源型电磁发射装置
CN208797583U (zh) 一种基于特征次谐波补偿的模块化多电平有源电力滤波器
CN204333964U (zh) 一种改进采样电路的静止同步无功补偿装置

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170118

Termination date: 20170823

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee