CN215817547U - 一种控制逆变器和电容器进行功率因数调节的无功自动补偿装置 - Google Patents
一种控制逆变器和电容器进行功率因数调节的无功自动补偿装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种控制逆变器和电容器进行功率因数调节的无功自动补偿装置，包括：主控制器；电流信号采样器件，与主控制器第一信号输入端电连接；用于采集功率因数监测点的电流信号传至主控制器；电压信号采样器件，与主控制器第二信号输入端电连接；用于采集功率因数监测点的电压信号传至主控制器；逆变器控制器件，与逆变器一一对应的设置，多个逆变器控制器件分别与主控制器电连接，用于根据主控制器的指令调控多个逆变器；电容器柜内接触器控制器件，与电容器柜内接触器一一对应设置，且分别与主控制器通电连接，用于根据主控制器的指令调控接触器。该装置的主控制器可根据无功缺额，控制电容器柜内的每组接触器来分组调节无功容量，可以减少电压波动。
Description
技术领域
本实用新型涉及无功补偿技术领域，具体为一种控制逆变器和电容器进行功率因数调节的无功补偿装置。
背景技术
随着分布式光伏的广泛应用，越来越多的企业已经安装上了光伏发电设备。光伏发电设备不仅可以降低企业白天的用电成本，同时还对节能减排、保护环境有重大作用。
很多高耗能企业为了减少电费支出，一般利用晚上低谷电价进行生产，但同时企业也存在用电功率因数不合格的情况，如果超过供电公司对功率因数的要求，就要面临罚款，为了解决企业用电功率因数不合格的情况，利用企业所安装逆变器的功率因数调节功能，来提高企业用电功率因数，降低罚款风险。
面对存在功率因数不合格的问题，目前企业主要是利用电容器进行补偿功率因数，补偿容量一般为变压器容量的20％～40％。由于企业的用电设备主要是感性负载，会存在功率因数偏低的情况，但通过增加容性无功即电容器的方法，可以补偿感性无功来提供系统的功率因数。
电容器无功补偿最主要的缺点是无功补偿的不平滑性。目前每个电容器组的容量在10kVAR～50kVAR之间，在每投切一组电容器时都会造成电压的瞬时波动，另外有的电容器由于材料的不同从而散热性能较差，一旦操作温度过高，导致内部元件高于70℃，甚至扩大到爆炸。同时并联在低压母线上的电容器会对电网中的高次谐波潮流产生影响，甚至会放大谐波电流。另外并联电容器在合闸时会产生很大的合闸涌流，甚至激发谐振过电压。但用电容器进行无功补偿价格便宜，当用电设备对电压质量要求不高时，是可以通过这种方法来进行改善功率因数，这也是大多数企业所采用的方法。
实用新型内容
本实用新型提供的一种控制逆变器和电容器进行功率因数调节的无功补偿装置，利用逆变器的无功补偿功能进行功率因数调整，不仅可以有效利用逆变器的无功补偿能力，同时有利于改善电能质量、降低成本。
本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种控制逆变器和电容器进行功率因数调节的无功自动补偿装置，该装置包括：
一主控制器；
电流信号采样器件，与所述的主控制器第一信号输入端电连接；用于采集功率因数监测点的电流信号传输至所述的主控制器；
电压信号采样器件，与所述的主控制器第二信号输入端电连接；用于采集功率因数监测点的电压信号传输至所述的主控制器；
逆变器控制器件，与多台逆变器一一对应的设置，多个逆变器控制器件分别与所述的主控制器电连接，用于根据主控制器的指令调控多个逆变器；
电容器柜内接触器控制器件，与电容器柜内接触器一一对应连接，且分别与所述的主控制器电连接，用于根据主控制器的指令调控接触器。
作为本实用新型的进一步的技术方案：所述的功率因数监测点设置在低压侧，所述电流信号采样器件设置为电流互感器；电压信号采样器件设置为低压侧母线。
进一步的：所述的功率因数监测点设置在高压侧，所述电流信号采样器件为电流表或电流互感器；所述电压信号采样器件设置为电压表或电压互感器。
进一步的：所述的主控制器与逆变器控制器件之间通过485通信接口连接。
更进一步的：该无功自动补偿装置还包括显示器件，与主控制器电连通，用于显示主控制器提供的功率数据。
本实用新型的有益效果：通过增加一台无功自动补偿装置的主控制器，可以利用逆变器的无功补偿能力调节功率因数；避免了只通过电容器柜进行功率因数调节所存在的缺陷，特别是对于企业负荷增大、现有电容器无功补偿能力不足，特别是在晚上时间段功率因数不足时，可以通过有效控制逆变器的无功补偿能力来调节并网点的功率因数达到供电公司的要求。此外，本实用新型的技术方案不控制电容器柜内断路器来调节无功功率，而是主控制器用于计算无功缺额后，控制电容器柜内的每组接触器来分组调节无功容量，这样可以减少电压波动。
附图说明
图1为本实用新型的电路结构原理示意图；
图2为本实用新型中主控制器的检测流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的解释和说明。
如图1、2所示，该种控制逆变器和电容器进行功率因数调节的无功自动补偿装置，主要包括主控制器、电流信号采样器件、电压信号采样器件、逆变器控制器件、电容器柜内接触器控制器件。该实施例中主控制器可选用单片机或DSP，例如单片机8051或DSPADSP21020、TMS320C3X。
电流信号采样器件，与所述的主控制器第一信号输入端电连接；用于采集功率因数监测点的电流信号传输至所述的主控制器。
电压信号采样器件，与所述的主控制器第二信号输入端电连接；用于采集功率因数监测点的电压信号传输至所述的主控制器。
逆变器控制器件，与多台逆变器一一对应的设置有多个，与所述的主控制器电连接，用于根据主控制器的指令调控逆变器。
电容器柜内接触器控制器件，与所述的主控制器电连接，用于根据主控制器的指令调控接触器。
当所述的功率因数监测点设置在低压侧，如图中所示380/220V低压母线时，电流信号采样器件设置为电流互感器；电压信号采样器件设置为低压侧母线，电压信号直接从低压侧母线上取即可。
所述的功率因数监测点设置在高压侧时，所述电流信号采样器件设置为电流表或电流互感器；所述电压信号采样器件为电压表或电压互感器。
该实施例中，所述的主控制器与所述的逆变器控制器件之间通过485通信接口连接。
该无功自动补偿装置：还包括显示器件，与主控制器电连通，用于显示主控制器提供的功率数据。
该自动无功补偿装置的主控制器有两项数值设定值，一个是功率因数的设定值，该设定值要与检测值进行比较；第二个是功率因数的检测时间值，即在多长时间内检测监测点的功率因数。
所述主控制器输入有两个信号，分别为功率因数监测点的电流信号和电压信号。
如果功率因数监测点为低压侧，电流信号从电流互感器取得，电压信号从低压侧母线取得。
若功率因数监测点为高压侧，则功率因数的测量点可以从电流表、电压表处读取，也可以从电流互感器和电压互感器侧取得。
主控制器根据输入的电流信号、电压信号计算功率因数，计算出来的功率因数与设定的功率因数进行比较，如果不小于设定的功率因数则不需要进行无功补偿；如果监测的功率因数小于设定的功率因数，则主控制器通过逆变器控制器件监测逆变器是否还有无功补偿的能力，通常逆变器的功率因数可在±0.8范围内可以调节。
通过检测功率因数是否合格，结合逆变器的功率因数调节能力，主控制器通过计算判断逆变器是否还有无功补偿能力来进行功率因数调节，避免了只靠原有电容器进行无功补偿的问题，同时对改善电能质量也有一定的改善。
但如果逆变器有功功率满发，不能额外发出无功功率时，则主控制器通过计算无功功率的差额，通过控制电容柜内的接触器进行无功补偿，电容器组投入后再进行功率因数的检测。
如果逆变器还有额外的无功功率进行补偿，则控制器根据所缺的无功功率，通过RS485线来控制逆变器进行无功功率的线性调节，直至功率因数达到合格数值。
上述实施方式仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型，例如电流采样，可以采用DCR采样电路、分流器等其他采样器件；但根据本实用新型的应用场景及整体成本效率等考虑，优选图1、2所示的实施例。本实用新型还有许多方面可以在不违背总体思想的前提下进行改进，对于熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，可对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“第一”、“第二”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
Claims (5)
1.一种控制逆变器和电容器进行功率因数调节的无功自动补偿装置，其特征在于，该装置包括：
一主控制器；
电流信号采样器件，与所述的主控制器第一信号输入端电连接；用于采集功率因数监测点的电流信号传输至所述的主控制器；
电压信号采样器件，与所述的主控制器第二信号输入端电连接；用于采集功率因数监测点的电压信号传输至所述的主控制器；
逆变器控制器件，与逆变器一一对应的设置，多个逆变器控制器件分别与所述的主控制器电连接，用于根据主控制器的指令调控多个逆变器；
电容器柜内接触器控制器件，与电容器柜内接触器一一对应设置，且分别与所述的主控制器通电连接，用于根据主控制器的指令调控接触器。
2.根据权利要求1所述的一种控制逆变器和电容器进行功率因数调节的无功自动补偿装置，其特征为：所述的功率因数监测点设置在低压侧，所述电流信号采样器件设置为电流互感器；电压信号采样器件设置为低压侧母线。
3.根据权利要求1所述的一种控制逆变器和电容器进行功率因数调节的无功自动补偿装置，其特征为：所述的功率因数监测点设置在高压侧，所述电流信号采样器件设置为电流表或电流互感器；所述电压信号采样器件设置为电压表或电压互感器。
4.根据权利要求1所述的一种控制逆变器和电容器进行功率因数调节的无功自动补偿装置，其特征为：所述的主控制器与逆变器控制器件之间通过485通信接口连接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种控制逆变器和电容器进行功率因数调节的无功自动补偿装置，其特征为：还包括显示器件，与主控制器电连通，用于显示主控制器提供的功率数据。
Priority Applications (1)
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| CN202121959937.3U CN215817547U (zh) | 2021-08-19 | 2021-08-19 | 一种控制逆变器和电容器进行功率因数调节的无功自动补偿装置 |
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| CN (1) | CN215817547U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116094177A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-05-09 | 江苏多端科技有限公司 | 一种专变用户侧功率因数的调控系统及调控方法 |
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2021
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