一种多重化中容量静止无功发生器制造技术

本发明专利技术涉及无功功率补偿装置，具体公开了一种多重化中容量静止无功发生器，包括双DSP电路、FPGA电路、电压电流采样电路、SCI、TFT液晶触摸屏、开关电源、LCL并网滤波器、软启动、三相全桥电压逆变电路，交流电源经隔离变压器输入开关电源，触发软启动经LCL并网滤波器整流至逆变电路直流侧电压使其稳定，电压电流采样电路将采样值发送至FPGA电路，同时将采样值经SCI送至TFT液晶触摸屏；FPGA电路将采样值发送至双DSP电路，经计算发出PWM至IGBT驱动板并驱动三相全桥电压逆变电路输出无功电流通过LCL并网滤波器并入电网。本发明专利技术工艺简单、成本低、可靠性高、电磁干扰小，适用于现场大容量及与TSC联合运行模式的无功功率补偿。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及无功功率补偿装置，具体公开了一种多重化中容量静止无功发生器，包括双DSP电路、FPGA电路、电压电流采样电路、SCI、TFT液晶触摸屏、开关电源、LCL并网滤波器、软启动、三相全桥电压逆变电路，交流电源经隔离变压器输入开关电源，触发软启动经LCL并网滤波器整流至逆变电路直流侧电压使其稳定，电压电流采样电路将采样值发送至FPGA电路，同时将采样值经SCI送至TFT液晶触摸屏；FPGA电路将采样值发送至双DSP电路，经计算发出PWM至IGBT驱动板并驱动三相全桥电压逆变电路输出无功电流通过LCL并网滤波器并入电网。本专利技术工艺简单、成本低、可靠性高、电磁干扰小，适用于现场大容量及与TSC联合运行模式的无功功率补偿。【专利说明】一种多重化中容量静止无功发生器
本专利技术涉及无功功率补偿装置，具体是一种多重化中容量静止无功发生器。
技术介绍
随着国民经济的快速发展，电力电子技术的普及与进步导致一些非线性、冲击性无功负荷逐年增长，造成系统中无功功率变化剧烈。在电力系统中无功储备不足会导致系统功率因数降低、电压下降、线路损耗增加、三相不平衡等，从而影响电能质量，严重时甚至会威胁电力系统的安全稳定运行，使电网发生崩溃，造成重大损失。目前，国内无功补偿技术的推广，电能传输的稳定性要求越来越高，因此对动态无功补偿装置提出了更高的要求。 近二十多年来，静止无功补偿装置在世界市场范围内稳定而迅速的增长，静止无功补偿装置即Static Var Compensator一SVC, SVC往往是专指使用晶闸管器件的静止无功补偿装置，包括:晶闸管控制电抗器即Thyristor Controlled Reactor一TCR和晶闸管投切电容器即Thyristor Switehed capacitor一TSC,以及这两者的混合装置即TCR+TSC，或者晶闸管控制电抗器与固定电容器即Fixede Capacitor — FC或机械投切电容即 Mechanieally Switched Capacitor—MSC 混合使用的装置，如 TCR+FC、TCR+MSC 等。SVC的重要特性是它能连续调节补偿装置的无功功率，因此可以对无功功率进行动态补偿，使补偿点的电压接近维持不变，其快速的响应，适中的价格，使其在电力系统中得以迅速的推广，其不足之处在于谐波成分大，需要大电感、大电容等元件，而且只有在感性工况下才连续可调。随着电力电子技术的进一步发展，近年来出现了采用自换相变流电路的静止无功补偿装置，通常称为静止无功发生器即Static Var Generator — SVG。SVG不但克服了 SVC响应速度慢、运行损耗和噪音大、维护困难等缺点，而且可以实现从感性到容性无功功率的宽范围连续补偿，另外还可以抑制负载不平衡所产生的负序无功电流，及抑制电流突变，降低谐波等功能，已经在电力系统中及柔性输电技术中得到了认可，随着电力电子技术的快速发展，SVG已经成为智能无功功率补偿领域的发展趋势。 现有的无功功率补偿装置存在以下缺陷:第一，现有的无功功率补偿装置单机SVG容量不够大，而大容量SVG设计复杂、散热难度大的不足；第二，现有的无功功率补偿装置无功容量和空间利用效率均较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多重化中容量静止无功发生器，主要解决现有技术中存在的单机SVG容量不够大，而大容量SVG设计复杂、散热难度大的不足的问题。 为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案:一种多重化中容量静止无功发生器，包括双DSP电路、FPGA电路、电压电流采样电路、SC1、TFT液晶触摸屏、开关电源、LCL并网滤波器、软启动、三相全桥电压逆变电路，三相380V交流电源经隔离变压器输入开关电源作为系统电路板卡电源，触发软启动部分的软启动经逆变模块部分的LCL并网滤波器整流至逆变电路直流侧电压使其稳定，电压电流采样电路将电压、电流采样值发送至FPGA电路，同时将电压、电流采样值经SCI送至TFT液晶触摸屏；FPGA电路将电压、电流采样值发送至双DSP电路，经过计算发出PWM至IGBT驱动板并驱动三相全桥电压逆变电路，三相全桥电压逆变电路输出无功电流通过LCL并网滤波器并入电网。 具体地，双DSP电路、FPGA电路、电压电流采样电路、SC1、TFT液晶触摸屏与三相全桥电压逆变电路组成主控制电路。在系统发生故障时，双DSP电路发出IGBT触发脉冲信号，经FPGA电路进行信号互锁及故障反馈保护，将采样获得的实时电压、电流采样值通过SCI送至TFT液晶触摸屏，双DSP电路将PWM送入三相全桥电压逆变电路。 更具体地，双DSP电路中的DSP采用TMS320F28335浮点型DSP，内部工作频率为30MHz，供电电源为3.3V，内核电压为1.9V，16通道12位转换率的AD，串行数据口，3个CPU定时器，18路PWM输出通道，具有PWM死区控制。 更具体地，FPGA电路中的FPGA采用EPlC可编程逻辑门阵列。 更具体地，IGBT驱动板包括IGBT驱动芯片、光耦隔离与驱动放大电路，IGBT驱动芯片采用安捷伦HCPL-316JIGBT驱动芯片。 具体地，三相全桥电压逆变电路中，由第一到第六6个IGBT即SI?S6组成三相全桥电压型逆变电路，第一 IGBT即S1、第三IGBT即S3、第五IGBT即S5的集电极相连，第二 IGBT即S2、第四IGBT即S4、第六IGBT即S6的发射极相连，第一至第六6个IGBT的触发信号由主控制电路发出，集电极和发射极之间接直流侧支撑电容，通过IGBT反并联二极管不可控整流，储能后的三相全桥电压逆变电路通过LCL并网滤波器滤波后并入电网。 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:(I)本专利技术集控制、功率输出、IGBT保护、系统电压电流监测、显示等多种功能为一体，可以根据用户的设定和远程监控进行操作无需用户操控，使用时，功率输出灵活，功率因数高，谐波含量低，模块安装结构简单、拆卸安装方便。 (2)本专利技术输出单方波电压波形，与传统正弦波电源相比，效率极大提高，电源效率提高到98%以上，并通过调整输出频率自动达到系统谐振点，输出谐波含量小，完全为有功损耗。 (3)本专利技术输出LCL并网滤波器很大程度上抑制尖峰和高次谐波，防止外部干扰耦合的侵入静止无功发生器内部，提高系统的抗干扰能力。 (4)本专利技术操作简单方便，静止无功发生器两模块分别为软启动部分和逆变模块部分，采用256色的TFT液晶触摸屏，用户可以对无功进行选择和输入设置参数，实时输出电压、无功电流、谐波频谱和功率因数等参数。用户可根据现场容量需求选择单机柜SVG输出还是SVG+TSC输出，单机柜最大容量可大SVG300KVar+TSC200KVar。 【专利附图】【附图说明】 图1本专利技术系统电路框图；图2为本专利技术主拓扑电路原理框图； 图中:1-双DSP电路，2-FPGA电路，3-电压电流采样电路，4-SCI，5_TFT液晶触摸屏，6-开关电源，7-LCL并网滤波器，8-软启动，9-三相全桥电压逆变电路。 【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术的实施方式包括但不限于下列实施例。 如图1所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多重化中容量静止无功发生器，其特征在于：包括双DSP电路（1）、FPGA电路（2）、电压电流采样电路（3）、SCI（4）、TFT液晶触摸屏（5）、开关电源（6）、LCL并网滤波器（7）、软启动（8）和三相全桥电压逆变电路（9），三相380V交流电源经隔离变压器输入开关电源（6）作为系统电路板卡电源，触发软启动部分的软启动（8）经逆变模块部分的LCL并网滤波器（7）整流至逆变电路直流侧电压使其稳定，电压电流采样电路（3）将电压、电流采样值发送至FPGA电路（2），同时将电压、电流采样值经SCI （4）送至TFT液晶触摸屏（5）；FPGA电路（2）将电压、电流采样值发送至双DSP电路（1），经过计算发出PWM至IGBT驱动板并驱动三相全桥电压逆变电路（9），三相全桥电压逆变电路（9）输出无功电流通过LCL并网滤波器（7）并入电网。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊杰，姚钢，周荔丹，陈榕，
申请(专利权)人：佛山市顺德区胜业电气有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44