无功补偿控制系统的触发装置、系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无功补偿控制系统的触发装置、系统和方法。其中，该触发装置包括：通讯接口，用于接收触发无功补偿控制系统的晶闸管的投切使能信号；模拟电路，用于判断晶闸管的阴极与阳极之间的电压是否过零；处理器，用于判断晶闸管的阴极与阳极之间的电压是否过零；选择器，用于选择在模拟电路和处理器均判断电压过零时，向晶闸管输出投切使能信号。本实施例可以通过硬件和软件相结合的方法可以准确判断电压是否过零，并及时输出投切使能信号，可以防止产生晶闸管误触发、触发振荡、损坏晶闸管等问题。

Triggering device, system and method for reactive compensation control system

The invention discloses a trigger device, a system and a method for a reactive power compensation control system. The trigger device includes the communication interface, which is used to receive the switching power signal of the thyristor that triggers the reactive power compensation control system; the analog circuit is used to determine whether the voltage between the cathode and the anode of the thyristor is zero; the processor is used to determine whether the voltage between the cathode and the anode of the thyristor is zero; The device is used for selecting the output signal of the thyristor when the analog circuit and the processor determine the zero crossing voltage. By combining the hardware and software, the implementation can accurately determine whether the voltage is zero, and output the switching power signal in time, and it can prevent the problems of generating the thyristor, triggering the oscillation, and damaging the thyristor.

【技术实现步骤摘要】
无功补偿控制系统的触发装置、系统和方法
本专利技术涉及电力控制
，尤其涉及一种无功补偿控制系统的触发装置、系统和方法。
技术介绍
随着社会经济的发展，电力资源已经成为人们生活的必需品。用于提供电力资源的发电方式除了传统的火力发电和水力发电等方式之外，还存在新兴的风力发电和核发电等方式。由于风力发电具有清洁、可再生、不破坏地理环境等优点，受到了人们的广泛关注。由于风力具有不稳定的特性，因此通常需要用SVC(StaticVarCompensator，无功补偿)控制系统对风力发电机进行补偿控制。然而，SVC控制系统的控制效果并不理想。申请人经研究发现，SVC控制系统的触发装置在电压过零时触发晶闸管对晶闸管和SVC控制系统的冲击最小。另外，风电现场，多有高温和低温现象，基于触发电路和晶闸管的特性，需要较强的触发功率，并且需要较快的触发响应时间。现有的触发装置多为集成芯片，该芯片虽然在搭建触发电路时简单快捷，但在电能质量较差时，无法准确在电压过零时准确、强功率和及时触发晶闸管。另外，RC吸收回路(由电阻Rs与电容Cs相串联，并与开关并联连接的电路结构)设计不合理，无法吸收多余的电能，从而导致设备损坏。因此，传统的触发方式无法满足发电场(尤其是风力发电厂)的要求。
技术实现思路
鉴于以上所述的一个或多个问题，本专利技术实施例提供了一种用于无功补偿控制系统的触发装置、系统和方法。一方面，提供了一种无功补偿控制系统的触发装置。该触发装置包括：通讯接口，用于接收触发无功补偿控制系统的晶闸管的投切使能信号；模拟电路，用于判断晶闸管的阴极与阳极之间的电压是否过零；处理器，用于判断晶闸管的阴极与阳极之间的电压是否过零；选择器，用于选择在模拟电路和处理器均判断电压过零时，向晶闸管输出投切使能信号。另一方面，提供了一种无功补偿控制系统的触发系统。该系统包括：上述的无功补偿控制系统的触发装置。又一方面，提供了一种无功补偿控制系统的触发方法。该方法包括：接收触发无功补偿控制系统的晶闸管的投切使能信号；利用模拟电路判断晶闸管的阴极与阳极之间的电压是否过零；利用处理器判断晶闸管的阴极与阳极之间的电压是否过零；选择在硬件和软件均判断电压过零时，向晶闸管输出投切使能信号。本实施例只有在满足硬件过零判断和软件过零判断后，才能输出投切使能信号。如此设计，可以避免单纯通过硬件过零判断所带来的较大误差问题，从而保证可靠的过零判断，保证可靠的过零投切，进而可以防止产生晶闸管误触发、触发振荡、损坏晶闸管等问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一实施例的无功补偿控制系统的触发装置的结构示意图。图2是图1中的模拟电路的结构示意图。图3是本专利技术又一实施例的无功补偿控制系统的触发装置的结构示意图。图4是图3中的强触发电路的结构示意图。图5是本专利技术一实施例的无功补偿控制系统的触发方法的流程示意图。图6是图5的一个子流程示意图。图7是图5的另一个子流程示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。因为风速容易变化的原因，关于风力发电机的相关控制最复杂，所以在下面各实施例中，仅描述无功补偿控制系统的触发装置应用于风力发电机的情况。该触发装置可以设置在用于对风力发电机进行无功补偿的无功补偿柜内。其中，无功补偿柜的输出端与风力发电机的电网侧输出端相连。通常，无功补偿柜的输出端和风力发电机的电网侧输出端均为690V。可以理解，无功补偿控制系统的触发装置还可以应用于火力发电机和水力发电机等。具体应用于其他发电机的情况可以按类似的实现方式来实现，此方面内容不再赘述。图1是本专利技术一实施例的无功补偿控制系统的触发装置的结构示意图。如图1所示，无功补偿控制系统的触发装置100可以包括：通讯接口110、模拟电路120、处理器130、选择器140。其中，通讯接口110可以用于接收触发无功补偿控制系统的晶闸管的投切使能信号。模拟电路120可以用于判断晶闸管的阴极与阳极之间的电压是否过零。处理器130可以用于判断晶闸管的阴极与阳极之间的电压是否过零。选择器140可以用于选择在模拟电路和处理器均判断电压过零时，向晶闸管输出投切使能信号。在本实施例中，具体的，模拟电路120可以通过运算放大器，搭建模拟过零电路，当690V正弦波有过零点时，可以输出模拟过零使能信号。模拟电路120采用硬件结构，判断过零速度非常快(可以达到5us)，但会存在一些错误判断。加之风电现场多有高温和低温等情况，所以，仅靠模拟电路120判断的过零时刻，效果无法达到最佳。具体模拟电路的结构在下面还将详细描述。在本实施例中，具体的，处理器130可以利用单片机采集晶闸管阴极和阳极两端电压，通过软件过零判断，对正常的电压和异常的电压进行判断，输出单片机的软件使能信号。具体的，在过零时刻，如果此时单片机判断为异常的电压信号，则判断为错误的过零点。在电能质量超过投切阀值时，说明此时电能质量处于波动状态，可以进行软件延时，来避过此时的波动。当电能质量满足投切条件时，再进行软件投切使能。本实施例只有在满足硬件过零判断和软件过零判断后，才能输出投切使能信号。如此设计，可以避免单纯通过硬件过零判断所带来的较大误差问题，从而保证可靠的过零判断，保证可靠的过零投切，进而可以防止产生晶闸管误触发、触发振荡、损坏晶闸管等问题。图2是图1中的模拟电路的结构示意图。如图2所示，模拟电路120可以包括：采集元件121、分压元件122、比较元件123、滤波元件124、整形元件125和判断元件126。其中，采集元件121可以用于采集晶闸管阴极和阳极之间的电压。比较元件123可以用于接收所采集的电压，并将接收的电压与零值进行比较，判断所接收的电压是否过零。分压元件122可以用于接收所采集的电压，并对所接收的电压进行分压处理，生成分压电压。比较元件123还可以用于接收所生成的分压电压，并将接收的分压电压与零值进行比较，判断所接收的分压电压是否过零。滤波元件124可以用于获取过零的脉冲信号，并将所获取的脉冲信号进行滤波，生成滤波后的脉冲信号。整形元件125可以用于接收滤波后的脉冲信号，并将所接收的滤波后的脉冲信号进行整形处理，生成矩形脉冲。判断元件126可以用于接收矩形脉冲，并判断所接收的矩形脉冲是否符合预设的占空比例。在本实施例中，预设的占空比例的区间为[2.3∶1，1.7∶1]。因为高电位充电，低电位放电。信号中占空比代表了充电时间和放电时间之比。因为触发信号对于占空比有较高要求，如果高电位持续时间不够长，会影响晶闸管的正常开通。大于经过大量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无功补偿控制系统的触发装置，其特征在于，包括：通讯接口，用于接收触发无功补偿控制系统的晶闸管的投切使能信号；模拟电路，用于判断所述晶闸管的阴极与阳极之间的电压是否过零；处理器，用于判断所述晶闸管的阴极与阳极之间的电压是否过零；选择器，用于选择在所述模拟电路和所述处理器均判断电压过零时，向所述晶闸管输出所述投切使能信号。

【技术特征摘要】
1.一种无功补偿控制系统的触发装置，其特征在于，包括：通讯接口，用于接收触发无功补偿控制系统的晶闸管的投切使能信号；模拟电路，用于判断所述晶闸管的阴极与阳极之间的电压是否过零；处理器，用于判断所述晶闸管的阴极与阳极之间的电压是否过零；选择器，用于选择在所述模拟电路和所述处理器均判断电压过零时，向所述晶闸管输出所述投切使能信号。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模拟电路包括：采集元件，用于采集所述晶闸管阴极和阳极之间的电压；比较元件，用于接收所采集的电压，并将接收的电压与零值进行比较，判断所接收的电压是否过零。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述模拟电路还包括：分压元件，用于接收所采集的电压，并对所接收的电压进行分压处理，生成分压电压；所述比较元件还用于接收所生成的分压电压，并将接收的分压电压与零值进行比较，判断所接收的分压电压是否过零。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述模拟电路还包括：滤波元件，用于获取过零的脉冲信号，并将所获取的脉冲信号进行滤波，生成滤波后的脉冲信号；整形元件，用于接收所述滤波后的脉冲信号，并将所接收的滤波后的脉冲信号进行整形处理，生成矩形脉冲；判断元件，用于接收所述矩形脉冲，并判断所接收的矩形脉冲是否符合预设的占空比例。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述预设的占空比例的区间为[2.3∶1，1.7∶1]。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理器还用于：在第一个采集周期内采集所述晶闸管阴极和阳极之间的电压U1；将所采集的电压U1与第一预设电压Y1比较；当U1＞Y1时，判断所述电压U1的电压谐波值是否小于预设的谐波阈值；当所述电压U1的电压谐波值小于所述预设的谐波阈值时，判断所述晶闸管阴极和阳极之间的电压过零。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理器还用于：当U1＜Y1时，将所采集的电压U1与第二预设电压Y2比较，其中Y1＞Y2；当U1＞Y2时，在所述第一个采集周期之后的预设N个采集周期内采集所述晶闸管阴极和阳极之间的电压U2，其中，N是自然数；当U2＞Y1时，判断所述电压U2的电压谐波值是否小于所述预设的谐波阈值；当所述电压U2的电压谐波值小于所述预设的谐波阈值时，判断所述晶闸管阴极和阳极之间的电压过零。8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述电压U1和所述电压U2的电压谐波值为：二次电压谐波值、三次电压谐波值、五次电压谐波值、七次电压谐波值、九次电压谐波值中的任意一个值。9.根据权利要求6所述的装置，其中，所述预设的谐波阈值的范围为[10％，30％]。10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述预设的谐波阈值为20％。11.根据权利要求1-10中任意一项所述的装置，其特征在于，所述触发装置设置在用于对风力发电机进行无功补偿的无功补偿柜内，所述无功补偿柜的输出端与所述风力发电机的电网侧输出端相连。12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，还包括：强触发电路，用于接收所述风力发电机的电网侧输...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶楠，乔元，张毅，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11