一种基于DSP处理器和CPLD逻辑控制器的风电电网无功补偿装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种基于DSP处理器和CPLD逻辑控制器的风电电网无功补偿装置，包括互感器单元，A/D转换器，DSP处理器，ARM处理器，无功补偿单元，晶闸管驱动单元，所述互感器单元、A/D转换器、DSP处理器顺序连接，所述DSP处理器ARM处理器间连接有外扩串口，还包括用于为A/D转换器和外扩串口通过逻辑时序控制的CPLD逻辑控制单元。本实用新型专利技术能够实时检测电网各个点的电能质量情况，对电网进行无功补偿，并通过GPRS无线网络将采集到的数据传送给上位机，如电网出现故障，以便工作人员根据上传的数据对电网故障点进行确定和故障排除。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

—种基于DSP处理器和CPLD逻辑控制器的风电电网无功补偿装置
本技术涉及电子
，提供了一种基于DSP处理器和CPLD逻辑控制器的 风电电网无功补偿装置。
技术介绍
随着能源危机日益突出，开发利用新能源已成为全世界研究的热点，风力发电作 为一种重要的可再生能源形式，越来越受到人们的关注。随着制造技术、现代控制技术、电 力电子技术和计算机技术的进步，风力发电技术以超过30 %的速度迅速发展，风能成为世 界范围内发展最快的一种清洁、可再生能源。但是，风资源的不确定性和风电机组本身的运 行特性使风电机组的输出功率是波动的，可能影响电网的电能质量，如电压偏差、电压波动 和闪变、谐波等，严重时会对弱电电网的安全稳定性造成危害，因此，风力发电场对接入电 网的影响不容忽视。对风电接入端的电能质量进行长期、连续地监测，从而全面掌握风电场 电能质量的状况，为进一步研究和改善风电电能质量提供依据有着十分重要的意义。目前我过风电电网电能质量问题主要有电压波形畸变、电压波动、闪变、三相不 平衡等等，它们最终将导致诸多危害性事故的发生。例如，高次谐波和三相不平衡问题会引 起中小型发电机的转子受到损害，对继电保护和自动装置产生严重干扰，导致其误操作事 件的发生。高次谐波更可能通过在电网中产生谐振而产生谐波放大，进一步对电网中的其 他电力设备造成危害。在我国，已经发生了多起由于电网电能质量状况的恶化而产生的危 害性事故。例如，某电网220KV线路曾因电网谐波问题而发生跳闸，导致该地区大面积的停 电事故。又如，某电厂向电气铁道和电弧炉供电的IOMW气轮发电机转子因谐波，三相不平 衡和闪变等问题导致部件嵌装面过热受损事故。为了解决这些普遍存在的因电能质量问题 而引发的事故，必须对电能质量加以重视和规范，制定相关的规章制度，予以严格的监控和 落实。要改善电网的电能质量，首要任务就是大力开发能够对电网电能质量进行监测的各 类设备和仪器。风力发电的显著特点之一是它的波动性和间接性，直接导致了风电场并网运行时 的电能质量问题，这些问题包括风力发电机组投入、退出运行所引起的电压骤变，风速波 动所引起的功率和电压波动，湍流和塔影效应所引起的电压闪变，电力电子接口所产生的 谐波以及风电场从系统吸收无功功率等。电压闪变可以导致风力发电机跳闸，进而产生更 大的电压波动。当风电场与脆弱电网相联时，电压闪变和电压波动会给电网运行带来很大 的麻烦。风力发电机并网用的电力电子装置，在运行中会产生相应的谐波，注入电网后，会 使输变电设备产生附加损耗、降低容量，严重时还会引起谐振，损坏电气设备。然而风电场 并网运行的电能质量问题可以不同程度地通过风电场无功功率补偿加以解决。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种对电网质量进行检测且能进行无功补偿的一种基于DSP处理器和CPLD逻辑控制器的风电电网无功补偿装置。本技术为实现上述目的采用以下技术方案一种基于DSP处理器和CPLD逻辑控制器的风电电网无功补偿装置，其特征在于 包括用于采集电网电压信息和电流信息的互感器单元，用于将采集到的电网电压信息和电 流信息转换为数字信号的A/D转换器，用于完成算法和控制的DSP处理器，用于控制通信和 存储的ARM处理器，用于对电网无功补偿的包括电感、电容和晶闸管开关器件的无功补偿 单元，用于控制无功补偿单元的晶闸管开关器件的晶闸管驱动单元，所述互感器单元、A/D 转换器、DSP处理器顺序连接，所述DSP处理器ARM处理器间连接有外扩串口，还包括用于 为A/D转换器和外扩串口通过逻辑时序控制的CPLD逻辑控制单元。所述的电压互感器采用SPT204V型号，电流互感器采用SCT254FK型号。所述A/D转换器采用ADS7864芯片。所述DSP处理器采用TL16C752芯片。所述ARM处理器采用AT91RM9200芯片。还包括GPRS模块，所述GPRS模块采用MC35i型号。本技术具有以下有益效果一、本技术能够实时采集电网电能质量信息，并对其进行分析后控制无功补 偿单元对电网进行无功补偿，提高电网质量。二、本技术具有GPRS无线通信功能，可以随时随地得知各个监测点的实时数 据，并能通过远程控制技术做到随时对任意监测点进行修改设置和特殊的检测，可以在任 何地方时间查看电能质量检测装置所记录的数据并在上位机上进行细致深入的分析，如果 有任何地方的异常电力事件发生电能质量检测装置能够以最快的速度进行报警提示，并且 通过原始资料可以在电脑上检查出出现问题的设备号和设备所在地，以便工作人员及时的 进行故障处理，提高整个电网的稳定性。附图说明图1为本技术的系统方框图。具体实施方式本技术提供了一种基于DSP处理器和CPLD逻辑控制器的风电电网无功补偿 装置，其特征在于包括互感器完成强电信号到弱电信号的转换，包括电压互感器和电流互感器；A / D模块将模拟信号转化为数字信号；DSP处理器对数字信号进行处理，控制整个电能质量监测仪的运行；晶闸管驱动单元完成将DSP处理器的弱电控制信号转换为晶闸管驱动信号。无功补偿单元包括电容组、电感组和晶闸管开关器件，对电网进行无功补偿。ARM处理器对采集到的数据进行通信传输和存储、负责人机交互界面以及系统 的一些扩展接口控制；CPLD :主要用于实现对于AD采样电路和外扩串口的一些逻辑和时序的控制；外扩展接口 用于连接DSP处理器和ARM处理器；存储器包括则用于DSP处理器程序的存储的FLASH和解决DSP处理器在计算过 程中内部RAM不够问题的SDRAM ；人机界面包括用于显示工作信息的显示模块，用于设置工作状态的键盘模块；SD存储器存储采集到的信号以及相应的计算结果；GPRS模块用于通过GPRS无线网络与上位机进行数据通信；所述互感器将电网电压转换成成弱电模拟信号后送给A/D转换器，A/D转换器在 CPLD的时序控制下进行模数转换，A/D转换器将转换得到的数字信号送给DSP处理器，DSP 处理器读取A/D转换器的转换的结果，并以电能质量性能指标为基础，完成对电压、电流、 功率等相应的数据运算，一方面根据运算结果作出发现驱动脉冲给晶闸管驱动单元，晶闸 管驱动单元驱动无功补偿单元的晶闸管开关器件动作，对电网进行无功补偿，另一方面ARM 处理器向DSP处理器发送命令，DSP处理器回送测量的数据及运算结果，ARM处理器再按照 事先设定的程序进行本地存储或通过GPRS传到上位机，并且通过键盘模块的操作和显示 模块的配合实现本地显示；所述互感器器和A/D转换器连接，DSP处理器与A/D转换器、存储器、CPLD和外扩 串口连接，ARM处理器与人机界面、SD存储器和GPRS模块。所述的电压互感器采用SPT204V型号，电流互感器采用SCT254FK型号。所述A/D转换器采用ADS7864芯片。所述DSP处理器采用TL16C752芯片。所述ARM处理器采用AT91RM9200芯片。所述GPRS模块采用MC35i型号。权利要求1.一种基于DSP处理器和CPLD逻辑控制器的风电电网无功补偿装置，其特征在于包括用于采集电网电压信息和电流信息的互感器单元，用于将采集到的电网电压信息和电流信息转换为数字信号的A/D转换器，用于完成算法和控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于DSP处理器和CPLD逻辑控制器的风电电网无功补偿装置，其特征在于：包括用于采集电网电压信息和电流信息的互感器单元，用于将采集到的电网电压信息和电流信息转换为数字信号的A/D转换器，用于完成算法和控制的DSP处理器，用于控制通信和存储的ARM处理器，用于对电网无功补偿的包括电感、电容和晶闸管开关器件的无功补偿单元，用于控制无功补偿单元的晶闸管开关器件的晶闸管驱动单元，所述互感器单元、A/D转换器、DSP处理器顺序连接，所述DSP处理器ARM处理器间连接有外扩串口，还包括用于为A/D转换器和外扩串口通过逻辑时序控制的CPLD逻辑控制单元。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高巍，李波，
申请(专利权)人：成都讯易达通信设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：