本發(fā)明屬于電能電力技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種遠(yuǎn)傳式無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動機(jī)、變壓器等，大部分屬于感性負(fù)荷，在運(yùn)行過程中需向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無功功率。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無功補(bǔ)償設(shè)備以后，可以提供感性負(fù)載所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供、由線路輸送的無功功率，由于減少了無功功率在電網(wǎng)中的流動，因此可以降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗，這就是無功補(bǔ)償。

把具有容性功率負(fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換。這樣，感性負(fù)荷所需要的無功功率可由容性負(fù)荷輸出的無功功率補(bǔ)償。

但是目前市場上多為本地型低壓無功補(bǔ)償，通過交流采集電路，直接計(jì)算出電壓、電流、功率因素、2~13次諧波等數(shù)據(jù)，通過總線通信電路與補(bǔ)償裝置連接，從而控制低壓無功補(bǔ)償裝置的投切。這樣傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)是無法實(shí)時(shí)獲取到用電現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，無法實(shí)時(shí)獲取到現(xiàn)場控制器及補(bǔ)償裝置的運(yùn)行狀態(tài)，用戶無法知道現(xiàn)場設(shè)備是由于什么原因造成的工作異?，F(xiàn)象，給電能損耗帶來非常大的影響。

申請?zhí)枮閏n201220737743.3的專利公開了一種靜止同步無功補(bǔ)償裝置，包括真空接觸器或斷路器、充電電阻、連接電抗器、電力半導(dǎo)體開關(guān)和直流儲能電容，所述電力半導(dǎo)體開關(guān)和所述直流儲能電容并聯(lián)，所述真空接觸器或斷路器和所述充電電阻并聯(lián)，以上這些器件和所述電力半導(dǎo)體開關(guān)串聯(lián)后接到母線上，所述靜止同步無功補(bǔ)償裝置的電流檢測環(huán)節(jié)使用霍爾傳感器。所述直流儲能電容采用無極性安全模式電容。所述靜止同步無功補(bǔ)償裝置還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)采用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)。所述控制系統(tǒng)支持rs485，以太網(wǎng)等硬件接口方式，集成多種通訊規(guī)約。但是該無功補(bǔ)償裝置使得制造商無法實(shí)時(shí)幫助用戶進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)分析整理以及提前對現(xiàn)場環(huán)境進(jìn)行預(yù)警，提示用戶進(jìn)行升級改造，只有等到現(xiàn)場設(shè)備損壞時(shí)才能去現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)分析以及整治。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種遠(yuǎn)傳式無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，以解決無法實(shí)時(shí)獲取用電現(xiàn)場的數(shù)據(jù)和現(xiàn)場無功補(bǔ)償裝置的工作狀態(tài)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：一種遠(yuǎn)傳式無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，包括：交流采集電路，微控制器，無功補(bǔ)償裝置，電平匹配電路，遠(yuǎn)程無線通信電路和后臺服務(wù)器，

交流采集電路，用于采集交流電的相電壓和相電流；

微控制器，將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理以及控制無功補(bǔ)償裝置工作；

無功補(bǔ)償裝置，實(shí)現(xiàn)具體電能無功補(bǔ)償工作；

電平匹配電路，將微處理器和遠(yuǎn)程無線通信電路連接；

遠(yuǎn)程無線通信電路，將微處理器分析處理的數(shù)據(jù)以及無功補(bǔ)償裝置的工作狀態(tài)上傳至后臺服務(wù)器；

后臺服務(wù)器，根據(jù)上傳的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)以及無功補(bǔ)償裝置的工作狀態(tài)進(jìn)行分析、判斷來確定現(xiàn)場參數(shù)配置的合理性及設(shè)備數(shù)量和補(bǔ)償容量。

優(yōu)選地，所述交流采集電路包括電壓取樣電路和電流取樣電路，所述電壓取樣電路和電流取樣電路分別采用電壓互感器和電流互感器。

優(yōu)選地，所述交流采集電路中還包括抗混疊濾波電路，所述抗混疊濾波電路分別設(shè)置在所述電壓互感器和電流互感器的次級端。

優(yōu)選地，所述交流采集電路還包括電能計(jì)量芯片，所述電能計(jì)量芯片分別與所述電壓互感器和電流互感器電連接，所述電能計(jì)量芯片內(nèi)部包括a/d轉(zhuǎn)換器和spi串行接口。

優(yōu)選地，所述spi串行接口采用從屬方式工作。

優(yōu)選地，所述電平匹配電路包含的電子元器件有三極管、電阻和電容，所述三極管的基極是通過電阻與電壓匹配電路的供電端電連接的，所述三極管的集電極電連接所述微控制器的輸入端，所述三極管的發(fā)射極電連接所述無線通信電路。

優(yōu)選地，該無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)還包括人機(jī)交互電路和數(shù)據(jù)存儲電路，且所述人機(jī)交互電路與所述微控制器電連接，所述數(shù)據(jù)存儲電路與所述微控制器電連接。

優(yōu)選地，所述無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)還包含通信總線單元，所述通信總線單元包括spi、rs485和uart，所述交流采集電路通過spi與微控制器連接，所述rs485與所述無功補(bǔ)償裝置連接，所述uart與遠(yuǎn)程無線通信電路連接。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明將無線通信技術(shù)和硬件設(shè)備結(jié)合應(yīng)用到無功補(bǔ)償技術(shù)中，再依靠強(qiáng)大的后臺服務(wù)器把用戶的用電環(huán)境、無功補(bǔ)償裝置的工作狀態(tài)、無功補(bǔ)償裝置的使用時(shí)間等實(shí)時(shí)展現(xiàn)給用戶和電力部門，通過后臺服務(wù)器的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與曲線數(shù)據(jù)分析，來幫助用戶對用電環(huán)境的分析，用戶和電力部門可以根據(jù)后臺服務(wù)器分析出現(xiàn)場采集的無功缺失的實(shí)際情況，來確定無功補(bǔ)償裝置中電容器的容量、數(shù)量、補(bǔ)償方式如何配置，確定已在工作的無功補(bǔ)償裝置及其它設(shè)備是否需要增加、更換，大大方便了用戶和電力部門對電力設(shè)備的電能質(zhì)量監(jiān)控和了解。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是本發(fā)明提供的一種遠(yuǎn)傳式無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明，應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，一種遠(yuǎn)傳式無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，包括：交流采集電路11，電能計(jì)量芯片12，微控制器13，無功補(bǔ)償裝置15，電平匹配電路14，遠(yuǎn)程無線通信電路16和后臺服務(wù)器17，其中，為了保持電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性，電平匹配電路14將微控制器13與遠(yuǎn)程無線通信電路16電連接。

其中，交流采集電路11是用于采集交流電的相電壓和相電流；微控制器13將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理以及控制無功補(bǔ)償裝置工作；無功補(bǔ)償裝置15實(shí)現(xiàn)具體電能無功補(bǔ)償工作；電平匹配電路14將微處理器13和遠(yuǎn)程無線通信電路16連接；遠(yuǎn)程無線通信電路16將微處理器13分析處理的數(shù)據(jù)以及無功補(bǔ)償裝置15的工作狀態(tài)上傳至后臺服務(wù)器；后臺服務(wù)器17根據(jù)上傳的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)以及無功補(bǔ)償裝置的工作狀態(tài)進(jìn)行分析、判斷來確定現(xiàn)場參數(shù)配置的合理性及設(shè)備數(shù)量和補(bǔ)償容量。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述交流采集電路11包括電壓取樣電路和電流取樣電路，所述電壓取樣電路和電流取樣電路分別采用電壓互感器和電流互感器，所述電壓互感器選用電壓電流型互感器，所述電流互感器選用電流電流型互感器。

所述交流采集電路11中還包括抗混疊濾波電路，所述抗混疊濾波電路分別設(shè)置在所述電壓互感器和電流互感器的次級端。

所述交流采集電路11還包括電能計(jì)量芯片12，所述電能計(jì)量芯片12分別與所述電壓互感器和電流互感器電連接，所述電能計(jì)量芯片12內(nèi)部包括a/d轉(zhuǎn)換器和spi串行接口，電能計(jì)量芯片12可以將采集用電負(fù)載系統(tǒng)的電壓、電流、有功功率、無功功率以及功率因素等各模擬信號轉(zhuǎn)化成可以讀取的數(shù)字信號，a/d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換精度高，保證數(shù)據(jù)處理結(jié)果的準(zhǔn)確性。

為了具體實(shí)現(xiàn)交流電的采集，電能計(jì)量芯片12選用att7022集成芯片，內(nèi)部集成了7路19位a/d轉(zhuǎn)換器，這樣電能計(jì)量芯片12就可以將采集用電負(fù)載系統(tǒng)的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)的各模擬信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的便于讀取的數(shù)字信號，而且電流通道有效值在0.1mv至500mv的范圍內(nèi)線性誤差小于0.1%；電壓通道有效值在0.2mv至500mv的范圍內(nèi)線性誤差小于0.1%，所以a/d轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換精度較高，保證數(shù)據(jù)處理結(jié)果的準(zhǔn)確性。att7022內(nèi)部還集成了一個(gè)spi串行通信接口，其工作方式為本領(lǐng)域公知，這里不再詳述。

所述電平匹配電路14包含的電子元器件有三極管、電阻和電容，圖中為示出具體的電路圖，所述三極管的基極是通過電阻與電壓匹配電路14的供電端電連接的，所述三極管的集電極電連接所述微控制器的輸入端，所述三極管的發(fā)射極電連接所述遠(yuǎn)程無線通信電路16，一般情況下遠(yuǎn)程通信電路的接口電平與微控制器的接口電平是不一致的，這樣容易導(dǎo)致整個(gè)電路系統(tǒng)不穩(wěn)定，所以在本實(shí)施例中采用電平匹配電路14以保證硬件電路的穩(wěn)定性。

在本實(shí)施例中該無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)還包括人機(jī)交互電路18和數(shù)據(jù)存儲電路19，且所述人機(jī)交互電路18與所述微控制器13電連接，所述數(shù)據(jù)存儲電路18與所述微控制器13電連接。

所述無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)還包含通信總線單元，所述通信總線單元包括spi、rs485和uart，所述交流采集電路通過spi與微控制器連接，所述rs485與所述無功補(bǔ)償裝置連接，所述uart與遠(yuǎn)程無線通信電路連接。在這里spi采用的是串行接口采用從屬方式工作。

所述無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)的工作方式為：帶有電能計(jì)量芯片12的交流采集電路11采樣用電現(xiàn)場的相電壓和相電流，微控制器13將采集的數(shù)據(jù)分析處理，進(jìn)行無功補(bǔ)償控制，無功補(bǔ)償控制器控制無功補(bǔ)償裝置15做投切，然后，遠(yuǎn)程無線通信電路16將微控制器13分析處理的數(shù)據(jù)（電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因素、2~29次諧波數(shù)據(jù)）以及無功補(bǔ)償裝置15的工作狀態(tài)進(jìn)行分析、判斷來確定現(xiàn)場參數(shù)配置的合理性及設(shè)備數(shù)量、補(bǔ)償容量的合理性。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。