專利名稱：一種靜止無功發(fā)生器的容量擴(kuò)展裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無功補(bǔ)償領(lǐng)域，尤其涉及一種靜止無功發(fā)生器的容量擴(kuò)展裝置及方法。
背景技術(shù)：
柔性交流輸電系統(tǒng)FACTS作為新一代電力領(lǐng)域的設(shè)備，已被現(xiàn)代電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于改善電網(wǎng)質(zhì)量，促使其推廣應(yīng)用的速度更快。柔性交流輸電系統(tǒng)能夠增強(qiáng)交電流網(wǎng)的穩(wěn)定性，并降低電力傳輸?shù)某杀尽Ｋ峭ㄟ^調(diào)整變流器交流側(cè)電壓的幅值和相位來改變輸出電流的，因其核心技術(shù)不受電抗器或電容器的阻抗特性限制，所以在其欠壓條件下的補(bǔ)償能力非常強(qiáng)，并且具有響應(yīng)速度快、調(diào)節(jié)平滑、控制靈活、運(yùn)行范圍大等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外已經(jīng)得到了比較廣泛的應(yīng)用。作為FACTS領(lǐng)域的靜止無功發(fā)生器SVG，由于與靜止無功補(bǔ)償器SVC比較，在性能方面有較多的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展很快。靜止無功發(fā)生器SVG在其結(jié)構(gòu)方面，近幾年已有較大的創(chuàng)新，如一體化結(jié)構(gòu)、功率單元抽屜式結(jié)構(gòu)、全模塊化結(jié)構(gòu)；這些結(jié)構(gòu)上的變化，使靜止無功發(fā)生器SVG，體積顯著減小，重量減輕，成本下降，生產(chǎn)、維修和運(yùn)輸更為方便。當(dāng)前，靜止無功發(fā)生器SVG，需求量大，容量規(guī)格多，要求供貨期短。滿足上述需求的核心是如何方便實(shí)現(xiàn)靜止無功發(fā)生器SVG容量的擴(kuò)展。傳統(tǒng)方法是一種容量一個(gè)規(guī)格，需要一次新的系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。這樣會給設(shè)計(jì)、生產(chǎn)帶來很多問題，如需新開大量模具，重新設(shè)計(jì)箱體，重新設(shè)計(jì)功率單 元、控系統(tǒng)和散熱系統(tǒng)。需要試制和試驗(yàn)，這樣必然延長供貨期，同時(shí)還要準(zhǔn)備一定數(shù)量的備件。其結(jié)果是造成成本增加，競爭力下降。這就需要一種能夠解決靜止無功發(fā)生器SVG容量擴(kuò)展的方法。
發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種可以快速實(shí)現(xiàn)靜止無功發(fā)生器的容量擴(kuò)展裝置及方法，實(shí)現(xiàn)通過一套控制系統(tǒng)擴(kuò)容為若干個(gè)功率柜。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種靜止無功發(fā)生器的容量擴(kuò)展裝置，包括切換柜、控制柜，所述的切換柜中設(shè)有1+N個(gè)接觸器，所述的控制柜設(shè)有1+N套供功率単元使用的光纖分配驅(qū)動控制系統(tǒng)，所述的切換柜通過銅排與1+N個(gè)功率柜相連接，所述的控制柜通過光纖與1+N個(gè)功率柜相連接，所述的N彡I。所述的光纖分配驅(qū)動控制系統(tǒng)包括DSP系統(tǒng)控制器、信號調(diào)理、顯示屏、光纖驅(qū)動分配器、GPRS模塊、采樣系統(tǒng)，DSP系統(tǒng)控制器分別與顯示屏、光纖驅(qū)動分配器、GPRS模塊相連接，所述的DSP系統(tǒng)控制器包括A/D轉(zhuǎn)換、信息運(yùn)算、PWM脈沖產(chǎn)生，系統(tǒng)采樣采集電流、電壓信息由信號調(diào)理單元處理，處理后的信號依次通過A/D轉(zhuǎn)換、信息運(yùn)算到PWM脈沖產(chǎn)生器，信號由PWM脈沖產(chǎn)生器發(fā)到光纖驅(qū)動分配器；
所述的光纖分配驅(qū)動控制系統(tǒng)配備有RS-485接口、USB接口、profibus現(xiàn)場總線、mdbus現(xiàn)場總線。所述的系統(tǒng)采樣包括電壓采樣、電流采樣，所述的電壓采樣包括電壓互感器，電網(wǎng)的電壓通過電壓互感器傳到調(diào)理電路，功率柜的電壓通過電壓互感器傳到調(diào)理電路；所述的電流采樣包括電流互感器，電網(wǎng)的電流通過電流互感器傳到調(diào)理電路，功率柜的電流通過電流互感器傳到調(diào)理電路。所述的信號調(diào)理單元包括隔離放大電路，所述的隔離放大電路包括輸入端B1、B2和B3，轉(zhuǎn)換電容Cl和C2，微電子數(shù)字單刀雙擲開關(guān)KC11、KC12、KC21和KC22，選通信號GL，微電子數(shù)字開關(guān)的控制信號D0、可編程增益放大電路；所述的可編程增益放大電路包括精密集成運(yùn)算放大器U2，可編程電阻網(wǎng)絡(luò)U3，增益測量電路U4，所述的可編程電阻網(wǎng)絡(luò)U3由數(shù)字電位器SD1，SD2和SD3所組成，所述的增益測量電路U4包括數(shù)字開關(guān)K1、K2，標(biāo)準(zhǔn)電壓Vb，數(shù)字開關(guān)的控制信號Dl ；
信號由B1、B2和B3端輸入，與轉(zhuǎn)換電容Cl和C2并聯(lián)，在微電子數(shù)字單刀雙擲開關(guān)KC11、KC12、KC21和KC22，選通信號GL和微電子數(shù)字開關(guān)的控制信號DO的控制下，先將微電子數(shù)字單刀雙擲開關(guān)KC11、KC12、KC21和KC22，接在左邊接收輸入信號，存在轉(zhuǎn)換電容Cl和C2上，再將微電子數(shù)字單刀雙擲開關(guān)KC11、KC12、KC21和KC22接在右邊，將輸入信號從轉(zhuǎn)換電容Cl和C2上轉(zhuǎn)給放大電路放大。一種靜止無功發(fā)生器的容量擴(kuò)展方法，在DSP系統(tǒng)控制器控制下驅(qū)動相應(yīng)的光纖驅(qū)動分配器，光纖驅(qū)動分配器發(fā)出光纖觸發(fā)信號，光纖觸發(fā)信號觸發(fā)功率柜的各功率單元，各功率單元按次序驅(qū)動A、B、C三相功率單元；1+N個(gè)功率柜通過切換柜的1+N個(gè)接觸器與電網(wǎng)相連接，I個(gè)光纖分配驅(qū)動控制系統(tǒng)的I個(gè)DSP系統(tǒng)控制器通過1+N個(gè)光纖驅(qū)動器分配到I+N個(gè)功率柜。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:通過一套控制系統(tǒng)的一個(gè)DSP系統(tǒng)控制器光纖驅(qū)動若干個(gè)功率柜,對相同的功率單元通過增加光纖進(jìn)行擴(kuò)容。在功率單元柜的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)SVG容量擴(kuò)展；不需要一次新的系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)(箱體和散熱系統(tǒng))設(shè)計(jì)，可節(jié)省設(shè)計(jì)工作量；不需新開大量模具，節(jié)省工時(shí)和資金；不需要重新試制和試驗(yàn)；容量擴(kuò)展不需要增加生產(chǎn)用件和備件種類；生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝、調(diào)試、維修方便；縮短了生產(chǎn)時(shí)間和供貨期，降低了成本，增加了市場竟?fàn)幜Γ籗VG容量擴(kuò)展后，現(xiàn)場安裝方便、靈活、占地小。
圖1是本發(fā)明的SVG単柜切換柜和功率単元柜原理框圖。圖2是SVG単個(gè)功率単元原理圖。圖3是単柜SVG結(jié)構(gòu)外形圖。圖4是圖3的俯視圖。圖5是SVG1+1切換柜和功率単元柜原理框圖。圖6是SVG1+1控制柜、切換柜和功率柜結(jié)構(gòu)外形圖(控制柜、切換柜在雙功率柜一側(cè))。圖7是圖6的俯視圖。
圖8是SVG1+1控制柜、切換柜和功率柜結(jié)構(gòu)外形圖(控制柜、切換柜在雙功率柜中間)。圖9是圖8的俯視圖。圖10是SVG1+N控制系統(tǒng)原理圖。圖11是系統(tǒng)采樣原理圖。圖12是信號調(diào)理單元原理圖。圖13是信號調(diào)理單元的隔離放大原理圖。圖14是SVG1+N光纖分配驅(qū)動控制系統(tǒng)與功率柜控制原理圖。圖中:1-風(fēng)機(jī)一 2-功率柜一 3-控制柜4-光纖分配驅(qū)動控制系統(tǒng)5-切換柜6-進(jìn)風(fēng)口一 7-功率柜二 8-風(fēng)機(jī)二 9-進(jìn)風(fēng)口二。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地描述，但是應(yīng)該指出本發(fā)明的實(shí)施不限于以下的實(shí)施方式。見圖1-圖11，一種靜止無功發(fā)生器的容量擴(kuò)展裝置，包括切換柜5、控制柜3，所述的切換柜5中設(shè)有1+N個(gè)接觸器，所述的控制柜3設(shè)有1+N套供功率単元使用的光纖分配驅(qū)動控制系統(tǒng)4，所述的切換柜5通過銅排與1+N個(gè)功率柜相連接，所述的控制柜3通過光纖與1+N個(gè)功率柜相連接，所述的N > I。
所述的光纖分配驅(qū)動控制系統(tǒng)4包括DSP系統(tǒng)控制器、顯示屏、光纖驅(qū)動分配器、GPRS模塊、米樣系統(tǒng),DSP系統(tǒng)控制器分別與顯不屏、光纖驅(qū)動分配器、GPRS模塊、米樣系統(tǒng)相連接，光纖分配驅(qū)動控制系統(tǒng)配備有RS-485接口、USB接口、profibus現(xiàn)場總線、mdbus現(xiàn)場總線。所述的系統(tǒng)采樣包括電壓采樣、電流采樣，所述的電壓采樣包括電壓互感器，電網(wǎng)的電壓通過電壓互感器傳到調(diào)理電路，功率柜的電壓通過電壓互感器傳到調(diào)理電路；所述的電流采樣包括電流互感器，電網(wǎng)的電流通過電流互感器傳到調(diào)理電路，功率柜的電流通過電流互感器傳到調(diào)理電路。所述的信號調(diào)理單元包括隔離放大電路，所述的隔離放大電路包括輸入端B1、B2和B3，轉(zhuǎn)換電容Cl和C2，微電子數(shù)字單刀雙擲開關(guān)KC11、KC12、KC21和KC22，選通信號GL，微電子數(shù)字開關(guān)的控制信號D0、可編程增益放大電路；所述的可編程增益放大電路包括精密集成運(yùn)算放大器U2，可編程電阻網(wǎng)絡(luò)U3，增益測量電路U4，所述的可編程電阻網(wǎng)絡(luò)U3由數(shù)字電位器SD1，SD2和SD3所組成，所述的增益測量電路U4包括數(shù)字開關(guān)K1、K2，標(biāo)準(zhǔn)電壓Vb，數(shù)字開關(guān)的控制信號Dl ；信號由B1、B2和B3端輸入，與轉(zhuǎn)換電容Cl和C2并聯(lián)，在微電子數(shù)字單刀雙擲開關(guān)KC11、KC12、KC21和KC22，選通信號GL和微電子數(shù)字開關(guān)的控制信號DO的控制下，先將微電子數(shù)字單刀雙擲開關(guān)KC11、KC12、KC21和KC22，接在左邊接收輸入信號，存在轉(zhuǎn)換電容Cl和C2上，再將微電子數(shù)字單刀雙擲開關(guān)KC11、KC12、KC21和KC22接在右邊，將輸入信號從轉(zhuǎn)換電容Cl和C2上轉(zhuǎn)給放大電路放大。一種靜止無功發(fā)生器的容量擴(kuò)展方法，在DSP系統(tǒng)控制器控制下驅(qū)動相應(yīng)的光纖驅(qū)動分配器，光纖驅(qū)動分配器發(fā)出光纖觸發(fā)信號，光纖觸發(fā)信號觸發(fā)功率柜的各功率單元，各功率單元按次序驅(qū)動A、B、C三相功率單元；1+N個(gè)功率柜通過切換柜5的1+N個(gè)接觸器與電網(wǎng)相連接，I個(gè)光纖分配驅(qū)動控制系統(tǒng)的I個(gè)DSP系統(tǒng)控制器通過1+N個(gè)光纖驅(qū)動器分配到1+N個(gè)功率柜。實(shí)施例:本實(shí)施例以兩個(gè)功率柜為例，見圖8-圖11，功率柜一 2和功率柜二 7為由模塊式功率單元組成的集成結(jié)構(gòu)，功率柜上設(shè)有風(fēng)機(jī)一 1、風(fēng)機(jī)二8，功率柜一 2、功率柜二 7的門上分別設(shè)有進(jìn)風(fēng)口一 6、進(jìn)風(fēng)口二 9。在功率柜一 2和功率柜二 7之間安裝切換柜5和控制柜3，功率柜一 2、功率柜二 7與切換柜5通過銅排相連接，功率柜一 2、功率柜二 7與控制柜3通過光纖相連接；設(shè)置在切換柜5的光纖分配驅(qū)動控制系統(tǒng)4通過DPS系統(tǒng)控制器控制光纖驅(qū)動分配器一、光纖驅(qū)動分配器二，每個(gè)光纖驅(qū)動分配器與相應(yīng)的功率柜的功率單元相連接，實(shí)現(xiàn)功率擴(kuò)容。這種切換柜5和控制柜3在中間的方式與圖6、圖7所示的切換柜5和控制柜3在一側(cè)的方式相比節(jié)省了連線的用量，配置更加合理。本發(fā)明通過一套控制系統(tǒng)的一個(gè)DSP系統(tǒng)控制器光纖驅(qū)動若干個(gè)功率柜，對相同的功率單元通過增加光纖進(jìn)行擴(kuò)容。在功率單元柜的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)SVG容量擴(kuò)展；不需要一次新的系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)(箱體和散熱系統(tǒng))設(shè)計(jì)，可節(jié)省設(shè)計(jì)工作量；不需新開大量模具，節(jié)省工時(shí)和資金；不需要重新試制和試驗(yàn)；容量擴(kuò)展不需要增加生產(chǎn)用件和備件種類；生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝、調(diào)試、維修方便；縮短了生產(chǎn)時(shí)間和供貨期，降低了成本，增加了市場竟?fàn)幜?；SVG容量擴(kuò)展后，現(xiàn)場安裝方便、靈活、`占地小。
權(quán)利要求
1.一種靜止無功發(fā)生器的容量擴(kuò)展裝置，其特征在于，包括切換柜、控制柜，所述的切換柜中設(shè)有1+N個(gè)接觸器，所述的控制柜設(shè)有1+N套供功率単元使用的光纖分配驅(qū)動控制系統(tǒng)，所述的切換柜通過銅排與1+N個(gè)功率柜相連接，所述的控制柜通過光纖與1+N個(gè)功率柜相連接，所述的NS I。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜止無功發(fā)生器的容量擴(kuò)展裝置，其特征在于，所述的光纖分配驅(qū)動控制系統(tǒng)包括DSP系統(tǒng)控制器、信號調(diào)理、顯示屏、光纖驅(qū)動分配器、GPRS模塊、采樣系統(tǒng)，DSP系統(tǒng)控制器分別與顯示屏、光纖驅(qū)動分配器、GPRS模塊相連接，所述的DSP系統(tǒng)控制器包括A/D轉(zhuǎn)換、信息運(yùn)算、PWM脈沖產(chǎn)生，系統(tǒng)采樣采集電流、電壓信息由信號調(diào)理單元處理，處理后的信號依次通過A/D轉(zhuǎn)換、信息運(yùn)算到PWM脈沖產(chǎn)生器，信號由PWM脈沖產(chǎn)生器發(fā)到光纖驅(qū)動分配器； 所述的光纖分配驅(qū)動控制系統(tǒng)配備有RS-485接口、USB接口、profibus現(xiàn)場總線、mdbus現(xiàn)場總線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種靜止無功發(fā)生器的容量擴(kuò)展裝置，其特征在于，所述的系統(tǒng)采樣包括電壓采樣、電流采樣，所述的電壓采樣包括電壓互感器，電網(wǎng)的電壓通過電壓互感器傳到調(diào)理電路，功率柜的電壓通過電壓互感器傳到調(diào)理電路；所述的電流采樣包括電流互感器，電網(wǎng)的電流通過電流互感器傳到調(diào)理電路，功率柜的電流通過電流互感器傳到調(diào)理電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種靜止無功發(fā)生器的容量擴(kuò)展裝置，其特征在于，所述的信號調(diào)理單元包括隔離放大電路，所述的隔離放大電路包括輸入端B1、B2和B3，轉(zhuǎn)換電容Cl和C2，微電子數(shù)字單刀 雙擲開關(guān)KC11、KC12、KC21和KC22，選通信號GL，微電子數(shù)字開關(guān)的控制信號DO、可編程增益放大電路； 所述的可編程增益放大電路包括精密集成運(yùn)算放大器U2，可編程電阻網(wǎng)絡(luò)U3，增益測量電路U4，所述的可編程電阻網(wǎng)絡(luò)U3由數(shù)字電位器SD1，SD2和SD3所組成，所述的增益測量電路U4包括數(shù)字開關(guān)K1、K2，標(biāo)準(zhǔn)電壓Vb，數(shù)字開關(guān)的控制信號Dl ； 信號由B1、B2和B3端輸入，與轉(zhuǎn)換電容Cl和C2并聯(lián)，在微電子數(shù)字單刀雙擲開關(guān)KC11、KC12、KC21和KC22，選通信號GL和微電子數(shù)字開關(guān)的控制信號DO的控制下，先將微電子數(shù)字單刀雙擲開關(guān)KC11、KC12、KC21和KC22，接在左邊接收輸入信號，存在轉(zhuǎn)換電容Cl和C2上，再將微電子數(shù)字單刀雙擲開關(guān)KC11、KC12、KC21和KC22接在右邊，將輸入信號從轉(zhuǎn)換電容Cl和C2上轉(zhuǎn)給放大電路放大。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置的靜止無功發(fā)生器的容量擴(kuò)展方法，其特征在于，在DSP系統(tǒng)控制器控制下驅(qū)動相應(yīng)的光纖驅(qū)動分配器，光纖驅(qū)動分配器發(fā)出光纖觸發(fā)信號，光纖觸發(fā)信號觸發(fā)功率柜的各功率單元，各功率單元按次序驅(qū)動A、B、C三相功率單元；I+N個(gè)功率柜通過切換柜的1+N個(gè)接觸器與電網(wǎng)相連接，I個(gè)光纖分配驅(qū)動控制系統(tǒng)的I個(gè)DSP系統(tǒng)控制器通過1+N個(gè)光纖驅(qū)動器分配到1+N個(gè)功率柜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可以快速實(shí)現(xiàn)靜止無功發(fā)生器的容量擴(kuò)展裝置及方法，包括切換柜、控制柜，所述的切換柜中設(shè)有1+N個(gè)接觸器，所述的控制柜設(shè)有1+N套供功率単元使用的光纖分配驅(qū)動控制系統(tǒng)，所述的切換柜通過銅排與1+N個(gè)功率柜相連接，所述的控制柜通過光纖與1+N個(gè)功率柜相連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在功率單元柜的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)SVG容量擴(kuò)展；不需要一次新的系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可節(jié)省設(shè)計(jì)工作量；不需新開大量模具，節(jié)省工時(shí)和資金；縮短了生產(chǎn)時(shí)間和供貨期，降低了成本，增加了市場竟?fàn)幜?；SVG容量擴(kuò)展后，現(xiàn)場安裝方便、靈活、占地小。
文檔編號H02J3/18GK103248060SQ20131018316
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月17日
發(fā)明者王春巖, 鄭建新, 郭培圇 申請人:遼寧意思德電氣有限公司