一种考虑负荷率水平的自动调压器控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种考虑负荷率水平的自动调压器控制器，包括电源模块、数据采集模块、用于处理分析所采集数据的CPU模块、电力电子元件分接开关模块、通讯模块和外部时钟；所述电源模块分别与数据采集模块、CPU模块、电力电子元件分接开关模块连接，所述CPU模块和数据采集模块接有外部时钟，所述CPU模块还与通讯模块连接，所述通讯模块包括RS232通讯单元与Zigbee通讯单元，所述电力电子元件分接开关模块包括固态继电器和限流电阻。本实用新型专利技术能够根据实时负荷率输出固态继电器控制信号改变调压器变比同时发送数据给主站，提高调压器变比的改变速度和传输的效率；且所实现的无线通信与精简化设计使其可应用于各种低压台区环境，成本低、效率高、适用性强。

An automatic voltage regulator controller considering the load rate level

The utility model discloses a pressure controller considering the automatic loading rate level, including power module, data acquisition module, CPU module for processing and analysis of collected data, power electronics switch module, communication module and the external clock; the power supply module and data acquisition module, CPU module, power electronics switch connecting module, the CPU module and data acquisition module is connected with the external clock, the CPU module is also connected with the communication module, the communication module comprises a RS232 communication unit and Zigbee communication unit, the power electronics switch module includes a solid-state relay and a current limiting resistor. The utility model can output the real-time load according to the rate of solid state relay control signal change regulator ratio at the same time to send data to the main station, improve the efficiency of the regulator ratio change speed and transmission; wireless communication and precision and simplify the realization of the design so that it can be applied to various low pressure environment, low cost and high efficiency, strong applicability.

【技术实现步骤摘要】
一种考虑负荷率水平的自动调压器控制器
本技术涉及新型线路串联调压器控制器
，特别是涉及一种考虑负荷率水平的自动调压器控制器。
技术介绍
随着人民生活水平的不断提高，对电能质量要求越来越高。衡量电能质量的主要指标有两个：一是频率；二是电压。目前我国多数电网频率相对稳定，但电压质量问题比较突出，尤其是400V台区电压需要全面改善和提高。电压质量对各类用电设备的安全经济运行都有直接的影响，是人民生活中最关心的事情之一，也是电力系统中投诉最多的事件之一。随着农村负荷的增长与负荷用电规律的变化，对低压台区的电压调控要求也越来越高。目前农村电网特别是处于电网末端远离变电站的农村电网电压的波动范围较大,超出了国家的允许值,给电力设备和人们的生活带来了严重的危害,严重制约了农村经济的发展。据统计，正常情况下我国的平均线损率大约为8.48％，线损电量达367.75亿千瓦时。如果平均线损率下降2％左右，那么就能减少损耗86.73亿千瓦/年(即三峡电站16台机组一年的发电量)。线路损耗和低压在具有相同的半径和截面积的情况是成平方反比的，电压每提升两个百分点，线损下降四个百分点。因此在治理低电压现象的过程中不但改善了电压质量，也可以提高经济效益。因此，电能质量问题尤其是低压台区低电压问题引起了国内外学者的广泛关注。ANSI(美国国家标准)C84.1规定了电力系统中稳态电压的变动限值，当实际电压变动超过ANSI限值且持续时间大于1分钟，这种现象就是电压长时间变动限值，长时间电压变动可能是过电压或者欠电压，而广泛存在于农村400V配网的长时间电压变动是欠电压(即电压偏低)，目前普遍被接受的低电压问题是指在工频条件下持续时间超过1分钟，且交流电压方均根值降低到地狱额定值90％的现象。为解决400V台区由有功压降过大导致的低电压问题，线路串联调压器的治理方案是广泛采用的技术手段之一。但是计及串联调压器对不同类型负荷调压效果不同，升压时存在拉低首端电压的情况，其治理效果难以保证。而且现有研究中，国内外对调压器的研究主要是集中在10kV馈电线路，而针对低压台区调压器研究与应用相对较少，受配电网供电半径长、线路及配变重过载等情况的制约，低压台区可靠性和电压合格率指标难以得到有效提升，严重影响用户的生活、生产。目前也有部分学者提出在低压台区安装线路串联调压器的必要性，但是对于低压台区安装线路串联调压器的控制器的研究相对较少，原有的10kV馈电线路调压器控制器不能很好的适用于低压台区调压器的控制，且线路上的电压电流数据丢失，存在电压盲区，不便于台区电压问题的解决方案研究。因此，研制一种电路结构简单、安全可靠的、考虑负荷率水平的低压台区自动调压器控制器具有重要意义。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是提供针对低压台区开发的一种考虑负荷率水平的自动调压器控制器，能够检测实时负荷率水平，产生升压调压、降压调压、不调压三种功能，且电路结构简单、安全可靠。为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种考虑负荷率水平的自动调压器控制器，包括电源模块、数据采集模块、用于处理分析所采集数据的CPU模块、电力电子元件分接开关模块、通讯模块和外部时钟；所述电源模块分别与数据采集模块、CPU模块、电力电子元件分接开关模块连接，所述CPU模块和数据采集模块接有外部时钟，所述CPU模块还与通讯模块连接，所述通讯模块包括RS232通讯单元与Zigbee通讯单元，所述电力电子元件分接开关模块包括固态继电器和限流电阻。进一步地，所述数据采集模块包括三相及中性线电压电流信号采集通道接口、信号调理电路、程控放大电路、滤波电路、A/D转换器和外部晶振电路；所述三相及中性线电压电流信号采集通道接口、信号调理电路、程控放大电路、滤波电路、A/D转换器依次连接，所述A/D转换器还分别与电源模块、CPU模块连接；更进一步地，所述三相及中性线电压电流信号采集通道接口包括4个电压和4个电流实时采集通道接口；进一步地，所述电源模块采用多电平输出的开关电源，直接从400V输电线路上取电，接于三相中的任意一相上；更进一步地，所述多电平输出的开关电源包括5V直流电压和12V直流电压，5V直流电压为CPU模块、数据采集模块供电，12V直流电压为电力电子元件分接开关模块供电；进一步地，所述A/D转换器由两片MAX125AEAX芯片构成；进一步地，所述CPU模块采用TMS320F28335高速DSP。与现有技术相比，本技术所提出的方法的特征在于：(1)采用的电源模块直接从400V输电线路上取电，接于三相中的任意一相上，无需另外接供电电源、便于安装，电源模块上的电流极小，对三相电压平衡的影响可忽略，且开关电源具有自动取样调整功能，输入电压不是特别高或低，对输出电压无影响，能够保证数据采集模块、CPU模块和电力电子元件分接开关模块的可靠供电；(2)数据采集模块采用4个电压和4个电流频率信号接口，精简化设计的装置价格低廉、适用性强，尤其能在配网进行推广；(3)数据采集模块采用了程控放大电路，所实现的程控放大功能增强了本技术的适用性；(4)采用了TMS320F28335高速DSP作为数据处理的CPU模块，其高速的数据处理能力能保证调压开关的快速动作，能及时调整线路电压，根据实时负荷率输出固态继电器控制信号改变调压器变比同时发送数据给主站，提高调压器变比的改变速度和传输的效率；输入、输出口充足既能满足现有的采样与输出需求，又能实现数据远程通讯，适合用于目前大力发展的主动配电网，且能为电网大数据发展提供数据支持；且所实现的无线通信与精简化设计使其可应用于各种低压台区环境，成本低、效率高、适用性强。附图说明图1是本技术线路串联调压器控制器的组成示意图；图2是本技术的固态继电器在串联调压器内部的接线图；图3是本技术的数据采集模块的组成示意图；图4是本技术的工作流程图；附图中各部件的标记如下：1、电源模块2、CPU模块3、数据采集模块4、固态继电器5、通讯模块6、外部时钟30、三相及中性线电压电流信号采集通道接口31、信号调理电路32、程控放大电路33、滤波电路34、外部晶振电路35、A/D转换器。具体实施方式下面结合附图对本技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图1，本技术实施例包括：电源模块1、数据采集模块3、用于处理分析所采集数据的CPU模块2、电力电子元件分接开关模块、通讯模块5和外部时钟6；所述电源模块1分别与数据采集模块3、CPU模块2、电力电子元件分接开关模块连接，所述CPU模块2和数据采集模块3接有外部时钟6，所述外部时钟6向CPU模块2和数据采集模块3提供实时时钟，所述CPU模块2还与通讯模块5连接，所述通讯模块5包括RS232通讯单元与Zigbee通讯单元，所述电力电子元件分接开关模块包括固态继电器4和限流电阻。所述数据采集模块3采集并转换外部三相及中性线电压电流信号，由CPU模块2处理分析得出实时负荷率的监测结果，在每个工作周期，CPU模块2根据负荷率的大小输出固态继电器4的控制信号，同时通过串行通信接口和通讯模块5产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑负荷率水平的自动调压器控制器，其特征在于，包括电源模块、数据采集模块、用于处理分析所采集数据的CPU模块、电力电子元件分接开关模块、通讯模块和外部时钟；所述电源模块分别与数据采集模块、CPU模块、电力电子元件分接开关模块连接，所述CPU模块和数据采集模块接有外部时钟，所述CPU模块还与通讯模块连接，所述通讯模块包括RS232通讯单元与Zigbee通讯单元，所述电力电子元件分接开关模块包括固态继电器和限流电阻。

【技术特征摘要】
1.一种考虑负荷率水平的自动调压器控制器，其特征在于，包括电源模块、数据采集模块、用于处理分析所采集数据的CPU模块、电力电子元件分接开关模块、通讯模块和外部时钟；所述电源模块分别与数据采集模块、CPU模块、电力电子元件分接开关模块连接，所述CPU模块和数据采集模块接有外部时钟，所述CPU模块还与通讯模块连接，所述通讯模块包括RS232通讯单元与Zigbee通讯单元，所述电力电子元件分接开关模块包括固态继电器和限流电阻。2.根据权利要求1所述的考虑负荷率水平的自动调压器控制器，其特征在于：所述数据采集模块包括三相及中性线电压电流信号采集通道接口、信号调理电路、程控放大电路、滤波电路、A/D转换器和外部晶振电路；所述三相及中性线电压电流信号采集通道接口、信号调理电路、程控放大电路、滤波电路、A/D转换器依次连接，所述A/D转换器还分别与电源模块、CPU模块连接。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：史帅彬，章彬，张华赢，刘莎，柯清派，马文杰，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，苏州华天国科电力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44