多主變潮流控制型磁控電抗器控制器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種多主變潮流控制型磁控電抗器控制器，包括：用于采集變電站各主變高低壓側(cè)電壓、電流和各磁控電抗器本體電流的模擬量采樣卡；用于采集變電站各主變開關(guān)及母聯(lián)開關(guān)狀態(tài)的開關(guān)量輸入卡；與模擬量采樣卡、開關(guān)量輸入卡連接，用于計(jì)算出當(dāng)前需要電力電子開關(guān)器件的導(dǎo)通角度的CPU卡；與CPU卡連接，用于將CPU卡計(jì)算出的電力電子開關(guān)器件的導(dǎo)通角度通過(guò)光的形式輸送出去的光纖輸出卡；以及為整個(gè)控制器提供電源的電源卡。本實(shí)用新型可以解決多母線多主變的變電站中多臺(tái)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備不協(xié)調(diào)的問(wèn)題，具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短且成本較低的優(yōu)點(diǎn)，適于推廣應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】多主變潮流控制型磁控電抗器控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及變電站控制領(lǐng)域，具體地，涉及一種多主變潮流控制型磁控電抗器控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]為了滿足多母線多主變的變電站的無(wú)功需求，目前多采用多臺(tái)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)償，但是多臺(tái)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備共同補(bǔ)償時(shí)存在一些問(wèn)題，諸如多臺(tái)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備同時(shí)補(bǔ)償同一個(gè)PCC點(diǎn)時(shí)，會(huì)因采樣誤差而出現(xiàn)多臺(tái)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備不協(xié)調(diào)問(wèn)題，為了解決多臺(tái)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備不協(xié)調(diào)問(wèn)題，又出現(xiàn)了通過(guò)AVC調(diào)試的模式來(lái)統(tǒng)一協(xié)調(diào)多臺(tái)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的方案，但是此方案中無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的目標(biāo)值需要AVC通過(guò)通信設(shè)備統(tǒng)一下發(fā)，這樣在動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間上就有了比較大的延遲；同時(shí)上面兩種方案都增加了設(shè)備成本。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種多主變潮流控制型磁控電抗器控制器，以解決多母線多主變的變電站中多臺(tái)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備不協(xié)調(diào)的問(wèn)題，具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短且成本較低的特點(diǎn)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]多主變潮流控制型磁控電抗器控制器，包括:用于采集變電站各主變高低壓側(cè)電壓、電流和各磁控電抗器本體電流的模擬量采樣卡；用于采集變電站各主變開關(guān)及母聯(lián)開關(guān)狀態(tài)的開關(guān)量輸入卡；與模擬量采樣卡、開關(guān)量輸入卡連接，用于采集來(lái)自模擬量采樣卡的信號(hào)、開關(guān)量輸入卡的信號(hào)，通過(guò)分析變電站各主變開關(guān)及母聯(lián)開關(guān)狀態(tài)及各主變高低壓側(cè)電壓、電流和各磁控電抗器本體電流，計(jì)算出當(dāng)前需要電力電子開關(guān)器件的導(dǎo)通角度的CPU卡；與CPU卡連接，用于將CPU卡計(jì)算出的電力電子開關(guān)器件的導(dǎo)通角度通過(guò)光的形式輸送出去的光纖輸出卡；以及為整個(gè)控制器提供電源的電源卡。
[0006]進(jìn)一步地，還包括:與CPU卡連接的，用于將CPU卡檢測(cè)到的控制器故障結(jié)果輸出給外圍被控設(shè)備的開關(guān)量輸出卡。
[0007]進(jìn)一步地，還包括:用于控制器人機(jī)交互的觸摸屏；以及用于為觸摸屏與CPU卡通信提供通道的通訊接口卡。
[0008]進(jìn)一步地，所述觸摸屏還設(shè)置有與后臺(tái)通信的接口。
[0009]進(jìn)一步地，所述模擬量采樣卡包括同步采樣電路及與同步采樣電路依次連接的同步信號(hào)處理電路及鎖相倍頻電路。
[0010]進(jìn)一步地，所述光纖輸出卡由數(shù)據(jù)接收電路及與數(shù)據(jù)接收電路連接的觸發(fā)信號(hào)生成電路組成。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0012]本實(shí)用新型的控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站主變及無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的電壓、電流等電網(wǎng)參數(shù)的模擬量采集以及各主變開關(guān)及母聯(lián)開關(guān)狀態(tài)的開入量檢測(cè)，CPU綜合分析采集數(shù)據(jù)，由光纖信號(hào)輸出完成對(duì)磁控制電抗器的控制，控制器內(nèi)置觸摸屏完成參數(shù)設(shè)置、模式選擇等人機(jī)交互及與后臺(tái)通信等功能。通過(guò)對(duì)多臺(tái)磁控電抗器的綜合控制實(shí)現(xiàn)了多主變變電站無(wú)功潮流的優(yōu)化控制，其綜合了站內(nèi)AVC子站及多臺(tái)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的相應(yīng)功能，并且有效解決了各無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備均衡出力的問(wèn)題，同時(shí)也節(jié)約了硬件成本。
[0013]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型多主變潮流控制型磁控電抗器控制器的技術(shù)構(gòu)架示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0016]本實(shí)用新型針對(duì)多母線多主變的變電站存在的復(fù)雜運(yùn)行工況，提供了一種多主變潮流控制型磁控電抗器控制器，其硬件包括:電源卡、模擬量采樣卡、開關(guān)量輸入卡、CPU卡、光纖輸出卡、開關(guān)量輸出卡、通訊接口卡及觸摸屏。其中，電源卡為整個(gè)控制器提供電源；模擬量采樣卡采集變電站各主變高低壓側(cè)電壓、電流和各磁控電抗器本體電流，包括同步采樣電路及與同步采樣電路依次連接的同步信號(hào)處理電路及鎖相倍頻電路；開關(guān)量輸入卡主要是將變電站各主變開關(guān)及母聯(lián)開關(guān)狀態(tài)采集過(guò)來(lái);CPU卡作為整個(gè)控制器的核心，與模擬量采樣卡、開關(guān)量輸入卡連接，采集來(lái)自模擬量采樣卡的信號(hào)、開關(guān)量輸入卡的信號(hào)，通過(guò)分析變電站各主變開關(guān)及母聯(lián)開關(guān)狀態(tài)及主變高低壓側(cè)電壓電流和磁控電抗器本體電流，計(jì)算出當(dāng)前需要電力電子開關(guān)器件的導(dǎo)通角度，另外，CPU卡還會(huì)實(shí)時(shí)檢測(cè)控制器的工作情況，當(dāng)控制器發(fā)生異常時(shí)，及時(shí)保護(hù)控制器；光纖輸出卡與CPU卡連接，由數(shù)據(jù)接收電路及與數(shù)據(jù)接收電路連接的觸發(fā)信號(hào)生成電路組成，功能是將CPU計(jì)算出的電力電子開關(guān)器件的導(dǎo)通角度通過(guò)光的形式輸出出去；開關(guān)量輸出卡與CPU卡連接，主要是實(shí)現(xiàn)控制器的故障輸出功能，將CPU卡檢測(cè)到的控制器故障結(jié)果輸出給外圍被控設(shè)備。通訊接口卡為觸摸屏與CPU卡通信提供通道，觸摸屏主要實(shí)現(xiàn)控制器的人機(jī)交互功能，顯示變電站各開關(guān)狀態(tài)及主變高低壓側(cè)電壓電流和磁控電抗器本體電流，另外，觸摸屏為后臺(tái)通信提供了接口，可方便連接多個(gè)后臺(tái)設(shè)備，方便控制器數(shù)據(jù)的上傳。
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型的控制器硬件采用DSP+CPLD+觸摸屏的技術(shù)構(gòu)架，其中DSP負(fù)責(zé)快速高精度采樣、抗飽和PID閉環(huán)計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和交換等功能的實(shí)現(xiàn)(計(jì)算層)；CPLD負(fù)責(zé)邏輯和時(shí)序信號(hào)的處理，包括同步信號(hào)處理、鎖相倍頻、觸發(fā)信號(hào)生成、數(shù)據(jù)接收電路、IO處理部分(控制層);觸摸屏作為數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站，一部分與DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，另外，還對(duì)后臺(tái)請(qǐng)求進(jìn)行應(yīng)答(交互層)。
[0018]本實(shí)用新型的多主變潮流控制型磁控電抗器控制器針對(duì)同一 PCC點(diǎn)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償時(shí)采用一套硬件采樣電路，保證了多臺(tái)磁控電抗器對(duì)同一 PCC點(diǎn)無(wú)功補(bǔ)償?shù)膮f(xié)調(diào)出力，避免了多臺(tái)磁控電抗器由多個(gè)控制器進(jìn)行控制時(shí)由于采樣誤差所導(dǎo)致的出力不均衡乃至多臺(tái)電抗器之間“內(nèi)耗”(一臺(tái)滿載，其他空載的情況)的問(wèn)題。此部分主要由模擬量采樣卡實(shí)現(xiàn)。模擬量采樣卡為同步采樣電路，其將送入到采集卡的PCC點(diǎn)PT、CT模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)放大與濾波處理電路轉(zhuǎn)化為電壓、電流信號(hào)傳送給CPU卡，再由CPU卡的AD轉(zhuǎn)換電路將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，為控制程序提供必須的數(shù)據(jù)。
[0019]本實(shí)用新型的多主變潮流控制型磁控電抗器控制器作為變電站無(wú)功補(bǔ)償?shù)目偪刂破?，通過(guò)分析各開關(guān)狀態(tài)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各PCC點(diǎn)的綜合無(wú)功補(bǔ)償，可實(shí)現(xiàn)包括多母線并列運(yùn)行、單母線獨(dú)立運(yùn)行、多主變并列運(yùn)行、單主變獨(dú)立運(yùn)行等多種組合的無(wú)功補(bǔ)償。此部分主要通過(guò)對(duì)開關(guān)量輸入卡采集到的變電站各主變開關(guān)及母聯(lián)開關(guān)狀態(tài)分析得出。變電站各主變開關(guān)及母聯(lián)開關(guān)信號(hào)為IlOV或者220V直流電壓開關(guān)量信號(hào)，將此信號(hào)接入開關(guān)量輸入卡，經(jīng)過(guò)分壓與信號(hào)隔離，經(jīng)由CPLD程序部分的IO處理程序進(jìn)行處理，最終傳遞給DSP。DSP根據(jù)變電站各主變開關(guān)及母聯(lián)開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行包括多母線并列運(yùn)行、單母線獨(dú)立運(yùn)行、多主變并列運(yùn)行、單主變獨(dú)立運(yùn)行等多種組合的無(wú)功補(bǔ)償。
[0020]本實(shí)用新型的多主變潮流控制型磁控電抗器控制器提供了多種控制模式進(jìn)行選擇，包括恒電壓控制模式(對(duì)電網(wǎng)高壓側(cè)或者低壓側(cè)電壓進(jìn)行控制)、恒功率因數(shù)控制模式、恒無(wú)功控制模式(對(duì)電網(wǎng)高壓側(cè)或者低壓側(cè)無(wú)功進(jìn)行控制)。此部分為控制算法部分，主要由CPU卡完成，主要是針對(duì)無(wú)功潮流所提出的三種無(wú)功補(bǔ)償模式。其中恒電壓控制模式為以電網(wǎng)高壓側(cè)或者低壓側(cè)電壓進(jìn)行控制為控制對(duì)象的無(wú)功補(bǔ)償，恒功率因數(shù)控制模式為以電網(wǎng)高壓側(cè)功率因數(shù)為控制對(duì)象的無(wú)功補(bǔ)償，恒無(wú)功控制模式為以電網(wǎng)高壓側(cè)或者低壓側(cè)無(wú)功為控制對(duì)象的無(wú)功補(bǔ)償。
[0021]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.多主變潮流控制型磁控電抗器控制器，其特征在于，包括: 用于采集變電站各主變高低壓側(cè)電壓、電流和各磁控電抗器本體電流的模擬量采樣卡; 用于采集變電站各主變開關(guān)及母聯(lián)開關(guān)狀態(tài)的開關(guān)量輸入卡； 與模擬量采樣卡、開關(guān)量輸入卡連接，用于采集來(lái)自模擬量采樣卡的信號(hào)、開關(guān)量輸入卡的信號(hào)，通過(guò)分析變電站各主變開關(guān)及母聯(lián)開關(guān)狀態(tài)及各主變高低壓側(cè)電壓、電流和各磁控電抗器本體電流，計(jì)算出當(dāng)前需要電力電子開關(guān)器件的導(dǎo)通角度的CPU卡； 與CPU卡連接，用于將CPU卡計(jì)算出的電力電子開關(guān)器件的導(dǎo)通角度通過(guò)光的形式輸送出去的光纖輸出卡； 以及為整個(gè)控制器提供電源的電源卡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多主變潮流控制型磁控電抗器控制器，其特征在于，還包括: 與CPU卡連接的，用于將CPU卡檢測(cè)到的控制器故障結(jié)果輸出給外圍被控設(shè)備的開關(guān)量輸出卡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)所述的多主變潮流控制型磁控電抗器控制器，其特征在于，還包括: 用于控制器人機(jī)交互的觸摸屏； 以及用于為觸摸屏與CPU卡通信提供通道的通訊接口卡。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多主變潮流控制型磁控電抗器控制器，其特征在于，所述觸摸屏還設(shè)置有與后臺(tái)通信的接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多主變潮流控制型磁控電抗器控制器，其特征在于，所述模擬量采樣卡包括同步采樣電路及與同步采樣電路依次連接的同步信號(hào)處理電路及鎖相倍頻電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多主變潮流控制型磁控電抗器控制器，其特征在于，所述光纖輸出卡由數(shù)據(jù)接收電路及與數(shù)據(jù)接收電路連接的觸發(fā)信號(hào)生成電路組成。
【文檔編號(hào)】H02J3/18GK203445619SQ201320521189
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月26日
【發(fā)明者】譚文畢, 常振國(guó) 申請(qǐng)人:北京華安遠(yuǎn)大智能電氣有限公司