一种无功动态滤波补偿控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无功动态滤波补偿控制系统，包括：HMI触摸屏；电流变送器；无功功率变送器；功率因素变送器；AD采样模块，分别连接所述电流变送器、所述无功功率变送器和所述功率因素变送器；PLC主机，分别连接所述HMI触摸屏和所述AD采样模块，用于根据所述AD采样模块传输的标准信号计算电网的无功功率和功率因素，并根据计算出的电网的无功功率和功率因素，以及通过所述HMI触摸屏设置的参数、选择的投切方式，计算无功滤波补偿量，并输出对应的投切控制指令；智能投切控制模块，连接所述PLC主机，用于根据所述PLC主机输出的投切控制指令执行相应的投切动作，实现实时无功补偿。本发明专利技术稳定性、可靠性和用户体验更好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力
，尤其涉及一种无功动态滤波补偿控制系统。
技术介绍
无功功率补偿简称无功补偿，在电力供电系统中起提高电网的功率因素的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。所以无功功率补偿装置在电力供电系统中电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置。无功补偿的基本原理为:电网输出的功率包括两部分:一是有功功率:直接消耗电能，把电能转变为机械能、热能、化学能或声能，利用这些能作功，这部分功率称为有功功率；二是无功功率:不消耗电能，只是把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气设备能够作功的必备条件，并且，这种能是在电网中与电能进行周期性转换，这部分功率称为无功功率(如电磁元件建立磁场占用的电能，电容器建立电场所占的电能)。无功补偿的具体实现方式是:把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。随着线路力率的变化，通常需要通过改变并联电容器的容量来改变无功功率，具体为采用无功补偿装置控制投切装置作出投入部分电容量或切除部分电容量的操作。因此合理的选择无功补偿装置，可以做到最大限度的减少电网的损耗，使虫M质量提高。反之，如选择或使用不当，可能造成供电系统，电压波动，皿增大等诸多因素。目前的无功补偿控制系统通常由通用的无功补偿控制器执行电容器的投切控制功能，无功补偿控制器有如下几个缺点: 1、容易受电网谐波的影响而导致检测的功率因数不准确，采样的数据容易受干扰，稳定性差； 2、在电网谐波大的场合容易损坏，可靠性差； 3、没有良好的人机交互界面，操作性不好，用户体验较差。4、投切控制属于静态方式，不能实现快速动态响应，而且根据功率因数来投切，反应较慢。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种无功动态滤波补偿控制系统，其可靠性和稳定性更好，响应速度快，并采用触摸屏作为人机交互界面，用户体验更好。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种无功动态滤波补偿控制系统，包括: HMI触摸屏，用于进行参数设置、投切方式选择、数据显示和故障查询； 电流变送器，用于将电流转换为标准电压信号； 无功功率变送器，用于通过采样电网的电压信号和电流信号，把电网的无功功率转换为标准电流信号； 功率因素变送器，用于通过采样电网的电压信号和电流信号，把电网的功率因数转换标准电流信号； AD采样模块，分别连接所述电流变送器、所述无功功率变送器和所述功率因素变送器，用于采样所述电流变送器、所述无功功率变送器和所述功率因素变送器输出的标准信号，并进行输出； PLC主机，分别连接所述HMI触摸屏和所述AD采样模块，用于根据所述AD采样模块传输的标准信号计算电网的无功功率和功率因素，并根据计算出的电网的无功功率和功率因素，以及通过所述HMI触摸屏设置的参数、选择的投切方式，计算无功滤波补偿量，并输出对应的投切控制指令； 智能投切控制模块，连接所述PLC主机，用于根据所述PLC主机输出的投切控制指令执行相应的投切动作，实现实时无功补偿。进一步的，还包括通讯模块，所述通讯模块连接至所述PLC主机，所述通讯模块包括第一 RS485端口和第二 RS485端口，所述PLC主机通过所述第一 RS485端口与所述HMI触摸屏连接，通过所述第二 RS485端口与所述智能投切控制模块连接。其中，所述智能投切控制模块包括若干智能投切控制主板和若干投切执行单元，所述智能投切控制主板和所述投切执行单元一一对应连接，所述智能投切控制主板通过所述第二 RS485端口与所述PLC主机连接，所述智能投切控制主板用于根据PLC主机输出的投切控制指令对应的控制和监测与之相连接的投切执行单元，并传输控制和监测数据至所述PLC主机。其中，每一所述投切执行单元还分别连接至所述PLC主机，所述投切执行单元用于根据所述据PLC主机输出的投切控制指令执行投切动作，以及将自身的故障状态信息发送至所述PLC主机，使所述PLC主机在发出投切控制指令时屏蔽故障的投切执行单元。其中，每一所述智能投切控制主板和对应的投切执行单元一对一的放置于基础柜或扩展柜中，基础柜或扩展柜中的投切执行单元的容量的大小按照1:2:4:8组合。其中，所述HMI触換屏中设置有主界面、参数设定界面、控制设定界面、调试界面和状态查询界面； 所述主界面用于显示每一所述投切执行单元的工作状态和操作入口； 所述参数设定界面用于设置采样参数和投切执行单元的容量，其中，所述采样参数包括功率因数、无功容量和电流； 所述控制设定界面用于设置组合方式、补偿方式、采样方式和辅助采样； 所述调试界面用于调试投切执行单元； 所述状态查询界面用于查询每一投切执行单元的工作状态。实施本专利技术，具有如下有益效果: 1、采用的AD模块能准确检测出电网系统的电量数据，准确补偿系统无功功率，同时滤除系统谐波，避免谐振，防止谐波放大，提高电网电能质量，消除对电网的污染，稳定性好； 2、采用PLC作为控制主机，内部拥有20K程序存储容量，可加入大量完善的保护程序，保护功能齐全，具有过压、欠压、过流、过热等保护，运行可靠性高； 3、采用HMI触摸屏作为人机交互界面，操作方便，能清晰实时显示无功量、功率因数、投入系统滤波器的组数、补偿电流等数据，用户体验更好； 4、PLC具有高速运算的特点，执行一条顺序指令仅需要0.33微秒，快速跟踪系统负荷无功变化，动态响应时间快，响应时间不超过20ms，可实现快速跟踪补偿； 5、由于PLC中具有相当大存储容量，能存储大量的系统设置数据，而且PLC具有丰富的数据处理的指令，故电容单元设置灵活，电容值组可以按容量的不同，组合成二进制编码，任意容量和等容进行电容组合； 6、所采用的AD采样模块为快速变送元件，结合智能投切控制主板，零电流大功率投切，投切时无浪涌冲击，无电弧重燃，无需放电即可再投； 7、PLC属于小型可编程控制器，具有体积小，高性能的特点，系统结构紧凑、美观。8、AD采样模块具有高速转换数据的特点，每一个扫描周期读取数据一次，快速检测系统情况，根据系统所需要的无功量进行快速、实时补偿。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无功动态滤波补偿控制系统，其特征在于，包括：HMI触摸屏，用于进行参数设置、投切方式选择、数据显示和故障查询；电流变送器，用于将电流转换为标准电压信号；无功功率变送器，用于通过采样电网的电压信号和电流信号，把电网的无功功率转换为标准电流信号；功率因素变送器，用于通过采样电网的电压信号和电流信号，把电网的功率因数转换标准电流信号；AD采样模块，分别连接所述电流变送器、所述无功功率变送器和所述功率因素变送器，用于采样所述电流变送器、所述无功功率变送器和所述功率因素变送器输出的标准信号，并进行输出；PLC主机，分别连接所述HMI触摸屏和所述AD采样模块，用于根据所述AD采样模块传输的标准信号计算电网的无功功率和功率因素，并根据计算出的电网的无功功率和功率因素，以及通过所述HMI触摸屏设置的参数、选择的投切方式，计算无功滤波补偿量，并输出对应的投切控制指令；智能投切控制模块，连接所述PLC主机，用于根据所述PLC主机输出的投切控制指令执行相应的投切动作，实现无功动态滤波补偿。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钟国伟，钟林颖，区显润，
申请(专利权)人：肇庆远境自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44