WO2018121074A1 - 一种混合补偿智能电容装置 - Google Patents

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Abstract

一种以32位ARM MCU为核心的混合补偿智能电容装置，该装置配备三组圆柱电容，具体包括两组分补圆柱电容及一组共补圆柱电容，并可按需灵活搭配电容类型及数量比例。同时，装置内置32位ARM MCU，运算能力大幅提升，结合高度优化投切策略，使得该方案具有精度高、速度快、运行可靠性高的显著特点。

Description

一种混合补偿智能电容装置 技术领域
本发明属于0.4KV低压电网无功补偿装置领域，具体涉及一种基于32位ARM MCU的混合补偿智能电容装置。
背景技术
现有的智能电容器技术方案多采用8位单片机作为控制核心，其运算能力弱，硬件资源相对有限，当应用在智能电容器领域中时，鉴于其速度及精度的不足，很难及时地响应负载无功变化速度，并由此引发误操作，这会给电力设备带来各种隐患。同时，其低下的运算能力导致不可能采用复杂的投切算法而只能制定粗糙的控制策略，无法满足用户对智能电容器越来越高的技术要求。
同时，智能电容器继承了现代测控、电力电子、网络通信及自动化控制等先进技术，已经改变了传统无功补偿装置庞大、笨重的结构模式，体积更小，功耗更低，使用更灵活已成为当下智能电容器新的发展方向。传统智能电容器多为单一的共补型或者分补型智能电容器，仅配备两组电力补偿电容器，占用空间大，使空间利用率降低，在系统无功缺失严重的场合，智能电容器的大量使用会给用电现场造成较大的空间压力，因此，设法提高智能电容器的空间利用率，实现装置的小型化具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于32位ARM MCU的混合补偿智能电容装置应用方案，解决现有智能电容器运算能力低下，空间利用率低的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种基于32位ARM MCU的混合补偿智能电容装置，以32位ARM MCU为核心，并配置三组可灵活搭配类型的圆柱电容器。
优选的，母线电压、电流信号经信号调理电路处理后，由32位ARM MCU直接进行A/D同步采样转换，每工频周波采样64点，后经FIR软件滤波，以FFT算法计算母线系统无功缺额，并作为装置投切依据。
优选的，装置配置两组分补圆柱电容及一组共补圆柱电容，并可按需灵活搭配电容类型及数量比例。
更具有来说，本发明中母线电压、电流信号经信号调理电路处理后，由32位ARMMCU直接进行A/D同步采样转换，每工频周波采样64点，采样数据经FIR软件滤波后以FFT算法计算出母线系统各相电压、电流、电压和电流间的相位差、电压电流的各次谐波分 量，据此计算出母线系统的无功、有功、视在功率和功率因数，并以此作为补偿电容器的投切依据，投切动作的执行是通过32位ARM MCU控制双向晶闸管及磁保持继电器来完成的。
本发明的优点和有益效果在于：提供一种基于32位ARM MCU的混合补偿智能电容装置应用方案，解决现有智能电容器运算能力低下，空间利用率低的问题。
本发明具有如下特点：
1、基于32位ARM MCU设计，较8位单片机其运算能力显著增强，因此可以对系统电压、电流进行精度更高的计算，所以能保证对负载的无功变化及时作出响应，避免因为运算能力弱带来的延迟所导致的电容器误动作。
2、基于32位ARM MCU设计，可设计更加复杂高效的投切策略，运行可靠性高，并提供全波或基波算法来调整系统无功功率的评估策略，支持“电压优先”和“无功功率优先”两种无功补偿控制策略进行电容器的投切，以满足供电现场不同的需求。
3、配置三组电力电容器，具体包含两组分补及一组共补电力电容器，且其配置可按需灵活搭配，大大提高了空间利用率。
附图说明
图1为实施中的基于32位ARM MCU的混合补偿智能电容装置系统结构框图；
图2为实施中的基于32位ARM MCU的混合补偿智能电容装置数据处理及控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明具体实施的技术方案是：
如图1所示，本实施例的基于32位ARM MCU的混合补偿智能电容装置，以32位ARM MCU为核心，同时辅以信号调理电路、数模转换电路、复合投切开关、网络通信单元、人机交互单元和低压补偿电容器构成无功补偿装置。
如图2所示，母线系统电压、电流经互感器转换为原始信号，经信号调理电路后，由32位ARM MCU直接进行A/D同步采样转换，每工频周波采样64点，后经FIR软件滤波，以FFT算法计算出母线各相电参及系统无功缺额，作为补偿电容器的投切依据。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

  1. 一种混合补偿智能电容装置，其特征在于，以32位ARM MCU为核心，并配置三组可灵活搭配类型的圆柱电容器。
  2. 根据权利要求1所述的混合补偿智能电容装置，其特征在于，母线电压、电流信号经信号调理电路处理后，由32位ARM MCU直接进行A/D同步采样转换，每工频周波采样64点，后经FIR软件滤波，以FFT算法计算母线系统无功缺额，并作为装置投切依据。
  3. 根据权利要求1所述的混合补偿智能电容装置，其特征在于，装置配置两组分补圆柱电容及一组共补圆柱电容，并可按需灵活搭配电容类型及数量比例。
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