高压电能质量综合治理系统及其控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及高压电能质量综合治理系统及其控制装置，该综合治理系统包括三相级联功率单元主电路拓扑和控制装置，主电路拓扑包括三条单相功率单元支路，各条单相功率单元支路上级联有N个补偿功率单元，N≥2；所述控制装置包括主控模块、采样模块和N个光纤模块，光纤模块具有3个光纤接口，各光纤接口与各单相功率单元支路中的其中一个补偿功率单元通过光纤对应连接；采样模块采集相应的电压和电流信息，主控模块根据接收到的电压和电流信息进行电能质量问题检测以及输出治理控制信号，并通过光纤模块控制对应的补偿功率单元以实现电能质量的治理。

【技术实现步骤摘要】
高压电能质量综合治理系统及其控制装置
本技术涉及高压电能质量综合治理系统及其控制装置，属于高压电能质量的治理领域。
技术介绍
电能质量综合问题主要包括：功率因数低、电压波动及闪变、电压暂降、谐波含量高、三相不平衡等。目前动态补偿装置主要有静止无功补偿器(SVC)、静止同步补偿器(STATCOM或SVG)、有源电力滤波器(APF)三大类，这些动态补偿装置补偿的电能质量问题单一，无法完成对多种电能质量问题的动态治理，尤其是高压场合。目前为了解决多种电能质量问题，采用多种动态补偿装置同时使用的方案，比如采用SVG+APF(低压)，实现无功及谐波的治理，这种方案增加了用户成本投入、并且治理效果不好、性价比低。而且，公开号为203312814U的中国专利申请文件中公开了一种低压SVG的控制装置，包括控制模块和采集模块，该控制装置的控制对象为三个单相桥型SVG，每相对应有一个，分别用于对对应相进行电能质量的治理。但是，由于每相中只设置一个SVG电路，在进行电能质量治理时，无法根据需求来进行灵活控制，比如根据电压等级来灵活控制，所以，这种控制方式控制不灵活，而且，当出现一个SVG电路无法对相应相进行有效地电能质量治理时，上述控制方式就无法对电能质量进行可靠治理。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高压电能质量综合治理系统，用以解决传统的电能质量治理方式的可靠性较低的问题。本技术同时提供一种高压电能质量综合治理系统的控制装置。为实现上述目的，本技术的方案包括一种高压电能质量综合治理系统，包括三相级联功率单元主电路拓扑和控制装置，所述主电路拓扑包括三条单相功率单元支路，各条单相功率单元支路上级联有N个补偿功率单元，N≥2；所述控制装置包括主控模块、采样模块和N个光纤模块，所述主控模块采样连接所述采样模块，所述光纤模块与所述主控模块连接，所述光纤模块具有3个光纤接口，各光纤接口用于与各单相功率单元支路中的其中一个补偿功率单元通过光纤对应连接；所述主控模块用于根据接收到的相关数据信息进行电能质量问题检测以及输出治理控制信号，并通过所述光纤模块控制对应的补偿功率单元以实现电能质量的治理。所述主控模块、采样模块和光纤模块均为插件，所述控制装置还包括母板，所有的插件可拆卸地固定在所述母板上。所述光纤模块包括FPGA控制器，所述主控模块与FPGA控制器连接；所述光纤接口由接收端口和发送端口构成，所述FPGA控制器与对应的接收端口和发送端口连接。所述控制装置还包括I/O模块，所述I/O模块包括开入部分和开出部分，所述开入部分包括依次连接的开入量光耦电路和数据总线驱动芯片，所述数据总线驱动芯片输出连接所述主控模块，所述开出部分包括依次连接的锁存器、开出量光耦电路和开出继电器，所述主控模块输出连接所述锁存器。所述综合治理系统还包括上位机，所述主控模块通过通讯接口与所述上位机通讯连接。一种高压电能质量综合治理系统的控制装置，包括主控模块和采样模块，所述主控模块采样连接所述采样模块，所述控制装置还包括N个光纤模块，所述光纤模块与所述主控模块连接，所述光纤模块具有3个光纤接口，各光纤接口用于与各单相功率单元支路中的其中一个补偿功率单元通过光纤对应连接；所述主控模块用于根据接收到相关数据信息进行电能质量问题检测以及输出治理控制信号，并通过所述光纤模块控制对应的补偿功率单元以实现电能质量的治理。所述主控模块、采样模块和光纤模块均为插件，所述控制装置还包括母板，所有的插件可拆卸地固定在所述母板上。所述光纤模块包括FPGA控制器，所述主控模块与FPGA控制器连接；所述光纤接口由接收端口和发送端口构成，所述FPGA控制器与对应的接收端口和发送端口连接。所述控制装置包括电源模块，所述电源模块包括电源输入端口和三个变流单元，所述电源输入端口分别连接所述三个变流单元的一端，所述三个变流单元的另一端用于分别输出不同电压的直流电。所述控制装置还包括I/O模块，所述I/O模块包括开入部分和开出部分，所述开入部分包括依次连接的开入量光耦电路和数据总线驱动芯片，所述数据总线驱动芯片输出连接所述主控模块，所述开出部分包括依次连接的锁存器、开出量光耦电路和开出继电器，所述主控模块输出连接所述锁存器。高压电能质量综合治理系统中的三相级联功率单元主电路拓扑包括三条单相功率单元支路，各条单相功率单元支路上级联有至少两个补偿功率单元。控制装置中包括有至少两个光纤模块，每个光纤模块具有3个光纤接口，各光纤接口与各单相功率单元支路中的其中一个补偿功率单元通过光纤对应连接。首先，各光纤接口能够同时控制三相支路中各一个补偿功率单元，这种控制方式较为灵活，而且，光纤模块能够根据每相中的补偿功率单元的数目进行配置，灵活方便地配置补偿功率单元的个数，并且，由于补偿功率单元的运行个数也是能够灵活控制的，那么，当出现一个功率单元无法对相应相进行有效地电能质量治理时，就可以投入合适个数的备用功率单元，来对电能质量进行可靠治理，所以，该控制装置在电能质量治理时的可靠性较高。附图说明图1是高压电能质量综合治理系统的整体结构示意图；图2是补偿功率单元的一个实施方式的电路结构示意图；图3是控制装置的组成部分示意图；图4是控制装置的控制原理示意图；图5是光纤插件的控制原理示意图；图6是主控插件的控制原理示意图；图7是采样插件的控制原理示意图；图8是I/O插件的控制原理示意图；图9是电源插件的控制原理示意图；图1中，1为控制装置，2为三相级联功率单元主电路拓扑，3为电抗器，4为旁路接触器，5为软起电阻，6为断路器，7为控制器与各补偿功率单元之间的通讯光纤。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步详细的说明。系统实施例如图1所示，本技术提供的高压电能质量综合治理系统包括两部分，分别是三相级联功率单元主电路拓扑和控制装置，当然，该系统中可能还包括其他的部分，但是这些部分不属于本技术保护的重点，这里不再详细描述。主电路拓扑包括A相、B相、C相三条单相功率单元支路，分别用于对A相、B相和C相进行电能质量的治理。每条单相功率单元支路上级联有N条补偿功率单元，N≥2，N的具体数值是根据实际需要进行设置的。补偿功率单元为现有的功率单元，比如H桥功率单元，如图2所示。控制装置包括主控模块、采样模块、光纤模块、电源模块和I/O模块，并且，本实施例中，为了便于维修和更换，控制装置中的所有的模块均为插件，所以，上述模块依次为主控插件、采样插件、光纤插件、电源插件和I/O插件，相应地，控制装置还包括母板，所有的插件可拆卸地固定在母板上，比如母板通过欧式插座与各插件连接，使所有插件通过母板上的数据总线、地址总线、电源总线和控制总线对应连接。控制装置中的光纤插件的个数是N个，如图3所示。如图4所示，主控插件采样连接采样插件，并且，与N个光纤模块分别连接。由于每个光纤插件的结构均相同，以下对其中一个进行具体说明。光纤插件具有3个光纤接口，如图5所示，每个光纤接口通过光纤与对应的功率单元连接，实现对应的功率单元的监视及控制。这三个光纤接口中，一个光纤接口与A相功率单元支路中的其中一个补偿功率单元连接，一个光纤接口与B相功率单元支路中的其中一个补偿功率单元连接，一个光纤接口与C相功率单元支路中的其中一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压电能质量综合治理系统，其特征在于，包括三相级联功率单元主电路拓扑和控制装置，所述主电路拓扑包括三条单相功率单元支路，各条单相功率单元支路上级联有N个补偿功率单元，N≥2；所述控制装置包括主控模块、采样模块和N个光纤模块，所述主控模块采样连接所述采样模块，所述光纤模块与所述主控模块连接，所述光纤模块具有3个光纤接口，各光纤接口用于与各单相功率单元支路中的其中一个补偿功率单元通过光纤对应连接；所述主控模块用于根据接收到的相关数据信息进行电能质量问题检测以及输出治理控制信号，并通过所述光纤模块控制对应的补偿功率单元以实现电能质量的治理。

【技术特征摘要】
1.一种高压电能质量综合治理系统，其特征在于，包括三相级联功率单元主电路拓扑和控制装置，所述主电路拓扑包括三条单相功率单元支路，各条单相功率单元支路上级联有N个补偿功率单元，N≥2；所述控制装置包括主控模块、采样模块和N个光纤模块，所述主控模块采样连接所述采样模块，所述光纤模块与所述主控模块连接，所述光纤模块具有3个光纤接口，各光纤接口用于与各单相功率单元支路中的其中一个补偿功率单元通过光纤对应连接；所述主控模块用于根据接收到的相关数据信息进行电能质量问题检测以及输出治理控制信号，并通过所述光纤模块控制对应的补偿功率单元以实现电能质量的治理。2.根据权利要求1所述的高压电能质量综合治理系统，其特征在于，所述主控模块、采样模块和光纤模块均为插件，所述控制装置还包括母板，所有的插件可拆卸地固定在所述母板上。3.根据权利要求1或2所述的高压电能质量综合治理系统，其特征在于，所述光纤模块包括FPGA控制器，所述主控模块与FPGA控制器连接；所述光纤接口由接收端口和发送端口构成，所述FPGA控制器与对应的接收端口和发送端口连接。4.根据权利要求1或2所述的高压电能质量综合治理系统，其特征在于，所述控制装置还包括I/O模块，所述I/O模块包括开入部分和开出部分，所述开入部分包括依次连接的开入量光耦电路和数据总线驱动芯片，所述数据总线驱动芯片输出连接所述主控模块，所述开出部分包括依次连接的锁存器、开出量光耦电路和开出继电器，所述主控模块输出连接所述锁存器。5.根据权利要求1或2所述的高压电能质量综合治理系统，其特征在于，所述综合治理系统还包括上位机，所述主控模块通过通讯接口与所述上位机通讯连接。6.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，粟忠来，韩冬，魏中伟，张航，成静红，王善林，王科，齐睿，江枫，丁明刚，王汝松，彭晓辉，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许继电气股份有限公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：河南,41