CN103326366A - 一种三单相三线制并联apf/svg装置 - Google Patents

一种三单相三线制并联apf/svg装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103326366A
CN103326366A CN2013102697896A CN201310269789A CN103326366A CN 103326366 A CN103326366 A CN 103326366A CN 2013102697896 A CN2013102697896 A CN 2013102697896A CN 201310269789 A CN201310269789 A CN 201310269789A CN 103326366 A CN103326366 A CN 103326366A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
parallel
dsp
bridge
apf
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2013102697896A
Other languages
English (en)
Inventor
孙小平
苟锐锋
孙伟
孙广星
封磊
马志荣
张艳梅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China XD Electric Co Ltd
Original Assignee
China XD Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China XD Electric Co Ltd filed Critical China XD Electric Co Ltd
Priority to CN2013102697896A priority Critical patent/CN103326366A/zh
Publication of CN103326366A publication Critical patent/CN103326366A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/10Flexible AC transmission systems [FACTS]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/20Active power filtering [APF]

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明提供了一种三单相三线制并联APF/SVG装置,包括决定装置工作状态的控制器,所述控制器包括主控DSP、辅助DSP、可编程逻辑器件CPLD、AD采样模块、外部接口模块和控制器供电模块;主控DSP通过AD采样模块获取由第一电流传感器检测到的负载电流,利用陷波功能提取各次谐波,主控DSP产生PWM调制决议命令,CPLD输送PWM调制决议给功率模块IGBT,IGBT最终执行PWM调制命令,输出与各次谐波大小相等方向相反的电流,从而实现谐波消除;同时,主控DSP检测三相电网负载电流,利用滤波等方式提取无功电流,最终通过控制策略输出大小相等,方向相反的无功电流补偿无功。

Description

一种三单相三线制并联APF/SVG装置
技术领域
本发明属于电力电子应用领域,涉及一种电力滤波、无功补偿装置,尤其涉及一种三单相三线制并联APF/SVG装置。
背景技术
电网电压畸变,谐波增大会降低供电效率,使得用电设备大量发热降低设备的使用寿命,同时,谐波会导致电网电压多次多零点,使得诸多测量设备无法工作,谐波存在会造成保护机制失灵。电网电压畸变主要来源于非线性负载,例如变频调速设备、整流桥、UPS、电脑、电视、白炽灯等非线性负载,且这些设备在日常生活中大量使用,当正弦电压叠加到非线性负载就会形成谐波电流。
电网中,异步电动机、变压器、电弧炉、轧钢机等在工作中都会消耗无功,无功功率会降低电网功率因数、同时会对电力***带来不利影响。不平衡负荷会带来附加发热和振动,负序分量存在使得设备在执行动作时判据受到影响,无法工作。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷提供一种可动态抑制谐波和补偿无功的三单相三线制并联APF/SVG装置。
为实现上述目的本发明采用如下技术方案:
一种三单相三线制并联APF/SVG装置,包括决定装置工作状态的控制器,所述控制器包括主控DSP、辅助DSP、可编程逻辑器件CPLD、AD采样模块、外部接口模块和控制器供电模块;主控DSP、辅助DSP分别与CPLD连接,AD采样模块与主控DSP连接,CPLD连接有执行CPLD输出PWM调制决议的三个功率模块,CPLD接收主控DSP发出的PWM调制决议命令并输出至组成功率模块的IGBT,IGBT最终执行PWM调制命令,输出相应的补偿电流到三相交流电网;AD采样模块分别连接有采集三相交流电网负载电流的第一电流传感器、采集三相交流电网电压的第一电压传感器、采集本装置输出电流的第二电流传感器、采集功率模块直流侧电压的第二电压传感器。
所述功率模块为三单相H桥角接形式,1个H桥为一个功率模块,1个H桥由两个半H桥并联构成,两个均并联有反向二极管的IGBT串联组成半H桥,每个半H桥均并联有由电容器和电阻并联组成的RC回路,每个H桥并联有直流侧电容;三相H桥串联电抗器后角接连接三相交流电网,CPLD通过光纤与三单相H桥的IGBT连接向其输送PWM波,同时采集IGBT的回报信号。
所述直流侧电容采用复合叠层母排与单相H桥连接。
包括散热风机,散热风机经控制接触器和空气开关接入三相交流电网;控制器供电模块经EMC滤波装置、隔离变压器、空气开关与三相交流电网连接。
功率模块分别串联三相预充电电阻后连接至三相交流电网,三相预充电电阻分别并联有切除接触器。
所述功率模块三相输出线路上连接有由电容器和电阻器串联组成的交流侧高通滤波器,功率模块三相输出线路上还分别串联有保护熔断器和主回路断路器。
所述控制器中主控DSP与辅助DSP之间连接有用于其交互数据的DRAM,辅助DSP设置有I/O接口、CAN通讯接口、RS485接口和INTERNET接口。
所述辅助DSP连接有可编程人机界面。
本发明的三单相三线制并联APF/SVG装置,利用主控DSP、辅助DSP、CPLD三者配合共同完成控制策略实现最终输出PWM波,主控DSP通过AD采样模块获取由第一电流传感器检测到的负载电流,利用陷波功能提取各次谐波,主控DSP产生PWM调制决议命令,CPLD输送PWM调制决议给功率模块IGBT,IGBT最终执行PWM调制命令,输出与各次谐波大小相等方向相反的电流,从而实现谐波消除,在该装置额定补偿范围内,稳态时电网谐波电流满足GB/T14549-93中对电流限值标准的要求;同时,主控DSP检测三相电网负载电流,利用滤波等方式提取无功电流,最终通过控制策略输出大小相等,方向相反的无功电流补偿无功。当感性无功电流和谐波同时存在时,两者叠加在容量范围内,均可补偿。若叠加超过该装置的容量可根据用户需求选择以某种补偿为优先。
本发明的滤波和无功补偿效果不受电网频率变化影响,不受低压装置规定的电磁干扰项干扰。该装置可以对2~50次谐波全面补偿,且可进行单次谐波补偿。可对无功不平衡负载补偿,不平衡度可以100%补偿。可对谐波和无功综合补偿,补偿PF值高达0.99。当出现过载情况时装置会针对不同过载保护等级实施保护,特别是在超过120%过负荷情况下,该装置会自动运行设定时间后退出并实施额定运行,不会因为过载而造成装置损坏。
附图说明
图1为本发明的电路拓扑图。
图2是本发明控制框图。
图3是本发明负载电流向量分解图。
图4是本发明主控DSP控制主逻辑图。
图5是本发明辅助DSP控制主逻辑图。
图6是本发明CPLD控制主逻辑图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述:
本发明公开了一种三单相三线制并联APF(APF Active Power Filter,有源电力滤波器)/SVG(Static Var Generator,静止无功发生器)装置,请参阅图1所示,图1中:Lsa、Lsb、Lsc为线路阻抗,TA4、TA5、TA6分别为A、B、C三相的负载电流传感器,QF2为负载投入和切除总空开,QF3、QF4、QF5分别为谐波发出负载、感性无功负载、容性无功负载投入和切除空开,QF6、QF7分别为模拟负载不平衡时切除单相的空开,QF为主回路断路器,HPF为交流侧滤波器,FUa、FUb、FUc分别为A、B、C三相的保护熔断器,TV1、TV2、TV3分别为A B、BC、CA三相交流电网电压传感器,KM1为主回路断路器,Rpa、Rpb、Rpc分别为A、B、C三相预充电电阻,KM2为预充电电阻切除接触器,TA1、TA2、TA3分别为AB、BC、CA装置输出电流传感器,LA、LB、LC为连接电抗器,TV4、TV5、TV6分别为三单相的直流侧电容端电压,QF1为控制回路投入和切除空开,KM3为散热风机控制接触器。
一种三单相三线制并联APF/SVG装置,包括决定装置工作状态的控制器、所述控制器包括主控DSP、辅助DSP、可编程逻辑器件CPLD、AD采样模块,外部接口模块、控制器供电模块。AD采样模块分别连接采集三相交流电网负载电流的第一电流传感器TA4,TA5,TA6、采集三相交流电网电压的第一电压传感器TV1,TV2,TV3、采集本装置输出电流的第二电流传感器TA1,TA2,TA3,采集H桥功率模块直流侧电压的第二电压传感器TV4,TV5,TV6,并将采集到的信号分别送至主控DSP和辅助DSP进行算法统筹运算、保护、显示;主控DSP和辅助DSP之间通过DRAM芯片连接进行数据交换,完成外部接口模块命令接入、数据显示、命令执行;主控DSP、辅助DSP分别与CPLD连接,主控DSP、辅助DSP将关于功率模块的PWM调制决议送至CPLD,CPLD接受命令并进行最终输出至组成功率模块的IGBT,IGBT最终执行PWM调制命令,输出相应的补偿电流到三相交流电网,同时CPLD承担了一类故障采集任务,在故障时采取第一时间的安全工作响应。
为模拟实际电网工作状况,三相交流电网分别连接了谐波源,感性无功发生源,容性无功发生源。感性无功发生源由多组电感串、并联构成,通过按钮空开QF4投切改变连接入电网的感性无功含量,通过空开QF6投切改变接入电网的不平衡无功负载;容性无功发生源为多组电容串、并联构成,通过按钮空开QF5投切改变连接入网的容性无功含量,通过空开QF7投切改变接入电网的不平衡无功负载;谐波源由晶闸管整流桥和感性无功发生源构成,通过改变晶闸管导通角得到不同谐波含量的输出电流,再利用感性无功源使得谐波量降到一定范围,模拟谐波源;谐波源本身要达到大容量又要满足THD值(谐波失真)在一定范围内,很难达到,故此次模拟大容量的谐波源是利用晶闸管谐波电流和感性无功电流在峰值处叠加,最终得到大容量谐波源输出。负载模拟时需要说明的是在***负载呈现容性时,如果装置要进行谐波补偿,会出现谐振现象,但是通过改变测量方式可以抑制谐振,完成谐波补偿。
所述装置主结构为三单相H桥角接形式,1个H桥称为一个功率模块,一个功率模块由如下两个半H桥并联构成H桥结构,如图1,两个均并联反向二极管的IGBT V1,V2串联组成第一半H桥,两个均并联反向二极管的IGBT V3,V4串联组成第二半H桥,每个半H桥并联有由电容器和电阻器并联组成的RC回路,第一半H桥和第二半H桥并联组成H桥,H桥并联有直流侧电容,直流侧电容采用复合叠层母排与单相H桥连接。三相H桥分别串联电抗器LA,LB,LC后角接连接三相交流电网,CPLD通过光纤与三单相H桥IGBT连接向其输送PWM波,同时采集IGBT的回报信号。
本发明所述的三单相三线制并联APF/SVG装置,通过检测负载电流、提取各次谐波,本装置输出与各次谐波大小相等方向相反的电流,从而实现谐波消除;检测负载电流利用滤波等方式提取无功电流,最终通过控制策略输出大小相等和方向相反的无功电流,起到补偿无功的目的。该装置通过外部模式选择可以实现APF、SVG、APF+SVG、恒压模式、手动发送无功等功能,可适用于不同负荷特性的工程。现有技术中三单相H桥直流侧一般由数个无极性电容并联组成,采用普通母排连接,杂散电感大,容易发生震荡。本发明装置使用复合叠层母排进行直流侧电容和单相H桥连接,复合母排中结合H桥电气连接特点,将双层母复位排错位过孔,最终将电容固定,降低了母排杂散电感,提高了IGBT运行特性。
以上所述三单相三线制并联APF/SVG装置还包括为APF装置降温的散热风机F1,F2,F3,散热风机经控制接触器KM3和空气开关QF1后接入三相交流电网。
三相交流电网经过空气开关QF1、隔离变压器、EMC滤波装置、经过ACDC转换模块后与控制器供电模块连接,为APF/SVG装置控制器供电,装置控制器直接从装置测取电,无需为控制器外供电。
三单相H桥功率模块分别串联三相预充电电阻Rpa、Rpb、Rpc后连接至三相交流电网,三相预充电电阻Rpa、Rpb、Rpc分别并联有切除接触器KM2。所述功率模块三相输出线路上连接有由电容器和电阻器串联组成的交流侧高通滤波器HPF,功率模块三相输出线路上还分别串联有保护熔断器FUa,Fub,FUc和主回路断路器QF。本装置功率模块上安装有温度传感器,AD采样模块与温度传感器连接,采集本装置的温度信号。
所述控制器中主控DSP与辅助DSP设置有用于其交互数据的DRAM,辅助DSP硬件***设置有I/O接口、CAN通行接口、RS485接口和INTERNET接口。
所述辅助DSP连接有可编程人机界面。人机界面的所有信息直接来源于辅助DSP,而辅助DSP的信息一方面由自身汇集,另一方面来源于主DSP,主、辅DSP之间通过DRAM进行信息交互,例如各个按钮的执行后所产生的状态信息,例如人机界面下载到主DSP的参数保护值均通过DRAM在主、辅DSP之间进行信息传递。
人机界面具有完整的状态显示界面,反映整个***的故障点和开关动作状态;存有参数设置界面,完成保护值设置,在该界面中设置有密码保护,只有高级操作人员可进行修改;具有事件记录界面,把装置运行整个过程列表记录,并具有自动存盘功能,可供操作人员查看;具有波形显示界面,可动态观察电网电压、电网电流、负载电流、装置输出电流;具有数据显示界面,将重要数据显示保护补偿前后THD值,补偿前后无功量显示;并具有拷屏作用,可以对所有画面进行拷屏,可保存为多种(例如BMP、JPG等)格式,可供操作人员查看记录。
图1中主要展现了整个主回路结构和控制回路结构,该回路中各部件的配合工作过程描述如下:在装置通过启动过程后闭合交流接触器、预充电结束后闭合旁路接触器等后,***进入待机状态,根据用户需求可以随时投入工作,控制***实时从负载电流传感器、装置输出电流传感器、电网电压、直流侧电压采集信号,为提高补偿精度和补偿快速性、该装置的采样频率为10kHz,用于双闭环控制,结合保护逻辑综合各类反馈信息,最终将PWM输送到三单相H桥上,完成IGBT开通关断,运行时IGBT等效开关频率高达10kHz,大大提高了装置的补偿精度和动态响应时间。
图2为本发明控制框图:ia,ib,ic分别为三相负载电流,iAPF分别AB,BC,CA相实际输出电流,θ为锁相角。
该图以单相为例进行的控制逻辑描述图。总体控制部分可以分为锁相环(PLL)单元、谐波电流提取单元、无功补偿电流提取单元、双闭环控制单元。
APF装置控制器对于采集量的处理:
采集三相负载电流ia,ib,ic,之后,控制器将其转换成三相角接APF对应的ab/bc/ca三相电流iab,ibc,ica,转换公式为
i ab i bc i ca = 1 3 i a - i b i b - i c i c - i a
谐波电流的提取
每相谐波电流的提取是通过对每相的负载电流使用基波频率下的陷波滤波器过滤掉基波成分之后得到的。陷波滤波器,也叫二阶带阻滤波器,它的传递函数为: G ( s ) = k ( s 2 + ω c 2 ) s 2 + Bs + ω C 2
其中:k为增益,s为jw,其中w为信号频率,B滤波器带宽,ωc为中心频率。
无功补偿电流的提取
在无功补偿工作方式下,补偿电流的提取分为两部分,一部分是正序无功电流,一部分是负序无功电流。将采集到的iab延迟90度,构建一个虚拟的正交电流;将电流iab以及与iab正交的电流变换到dq轴,从而得到正序分量和负序分量。
锁相环单元
PLL单元获取电网电压的相位θ。利用二阶带通滤波器 BPF ( s ) = kBs s 2 + Bs + ω c 2 , BPF _ Q ( s ) = kB ω c s 2 + Bs + ω c 2 得到正交的基波电压并经过计算得到θ。
结合采集到的直流侧电压以及网侧电压最终实现以直流侧电压为外环,以装置输出电流IAPF为内环的双闭环控制***。
图2中:ILa+、ILb+、ILc+分别为三相负载电流正序分量,ILa-、ILb-、ILc-分别为三相负载电流负序分量,ILa、ILb、ILc分别为三相负载电流。
图3主要体现负载不平衡时采用的分解方法,由于APF样机针对的是三相三线***,因此负载电流的零序分量为零。通过对称分量法可以将三相负载电流分解成正序电流和负序电流,图3中,ILi+表示正序电流,ILi-表示负序电流(i=a、b、c)。Ia为a相负载电流。在电网电压平衡,而负载不平衡的条件下,装置需要同时补偿负载中的正序电流的无功分量以及负序电流,才能保证补偿之后的电网电流均衡且功率因数为1。
以装置在星型连接下的a相逆变桥为例,所补偿的a相正序电流的无功分量和电网电压垂直,但是负序电流不一定与电网电压垂直。当对正序电流的无功分量以及负序电流同时进行补偿时,这种结构的装置无法保证补偿电流与逆变桥两端电压垂直,这样会使得a相逆变桥会从电网中吸收或者发出有功功率,导致电容电压无法控制。
对于使用角型连接的装置,在对正序电流的无功分量以及负序电流进行补偿的同时,可以通过增加一定的相间(零序)电流来保证每一相的逆变桥上发出的电流与逆变桥两端电压垂直,使得逆变桥不再从电网中吸收或发出有功功率。因此,使用角型连接的装置能够让***既补偿负载的无功功率,也补偿负载电流中的负序电流,同时,装置也能稳定运行。
人机界面设置方面实施,该装置在配有人机界面的同时还配有本地操作按钮,即人机界面作为远控设备,操作人员可以在控制室内完成对装置的监控和操作,且多个模式可以自由切换,包括当负载中存在容性无功时要切换到谐波补偿模式,人机界面会做出相应提示,并进行保护动作。提示操作人员进行合理操作。
图4为主DSP的控制主逻辑图,主要展现主DSP对整个***的综合逻辑处理过程。参考该流程图可指导控制***做出正确合适的处理。待APF主电路、控制回路合闸完毕后,主控DSP进入主程序运行,首先进行禁止中断、初始化运行,配置寄存器、外设接口,配置PWM模块、使能中断程序,该中断程序每100us执行一次,中断定时时间到,进行APF装置的采样子程序,采集电网电压、电网电流、负载电流、直流电容电压等值并进行滤波;故障扫描,扫描装置是否有欠压、过压、过温、过流、缺项等故障这些故障信号一部分是主控DSP自行采集,一部分是辅助DSP通过DRAM传送来的,PLL锁相,将采集的PLL运算所需量进行运算,根据采集到的各个量结合无功提取、谐波提取、双闭环控制策略最终形成控制IGBT工作的PWM调制波;根据外界本地或远程操作命令进行APF装置的投入、切除、待机、停机等命令,该部分信号就是由辅助DSP通过DRAM传输给主控DSP。在遇到紧急故障时,程序会控制直接封锁PWM波使能,禁止IGBT工作,保证IGBT安全工作。当发生一些故障时会拍下急停按钮直接封锁PWM使能并切断APF主回路连接,将装置与电网脱开,避免故障扩大。
图5为辅助DSP的控制逻辑图,主要展现辅助DSP对其所承担责任的综合处理过程。辅助DSP主要完成于人机界面的信息交互,将各种状态、故障、事件等送至人机界面进行显示。参考该流程图即可得到辅助DSP的逻辑功能。辅助DSP待主回路和控制回路合闸完毕后,进入主程序运行,首先进行初始化运行,配置DSP寄存器、外设接口,AD采样模块初始化、与人机界面通讯的SCI模块初始化、使能中断程序,该中断程序每100us执行一次,中断到来后进行APF装置的采样,采集电网电压、电网电流、负载电流、直流电容电压、温度等值,并计算采集量的有效值进行显示;故障扫描,扫描装置是否有欠压、过压、过温、过流、缺相等故障,并进行显示;人机界面中显示的数据一部分由辅助DSP自行采集、一部分来源于主控DSP、辅助DSP与人机界面采用MODUBUS通讯协议,沿用了了该协议中的CRC校验,确保了数据传输的可靠性。辅助DSP采集的温度信号要控制散热风机的启动和停止,当温度超过设定保护值时辅助DSP封锁PWM使能、禁止PWM输出、并告知主控DSP断开主回路。
图6为CPLD的控制逻辑图,主要展现CPLD对其所承担责任的综合处理过程。展现其所承担的一级保护任务,以及和主DSP以及辅助DSP之间的交互信息,参考该流程图即可得到CPLD完成的功能。CPLD作为可编程逻辑器件,可以并行执行多个任务,在硬件、程序设计时将一级保护执行放到了该器件中,当CPLD带电之后,就开始扫描***硬件接口是否有故障信号输入,如果检测到故障立即封锁PWM波,禁止IGBT运行,并将故障通过数据线和地址线将故障传输给主控DSP进行主回路动作、传输给辅助DSP用于显示。正常时,CPLD接受来自主控DSP的PWM调制信号,并进行内部故障判断后,将PWM调制信号输出到IGBT,使得IGBT工作进行相应的补偿。
经过对整个技术方案的具体实施,最终使得整个装置各个环节紧密配合,增强整个装置的补偿效果、提供了补偿精度、提高动态响应时间,最终形成高特性的三单相H桥角接低压大容量APF/SVG。
本发明以IGBT为控制器件构成该装置的核心。由双DSP结合CPLD发出来的PWM进行开通和关断、综合CPLD采集的IGBT故障以及负载过流保护,将一级保护(例如硬件过流保护)闭锁IGBT功能设置在CPLD中,可以第一时间在故障状况下做出动作。将二级保护(例如有效值保护)设置在主DSP中,将三级保护(例如温度保护)设置在辅助DSP中。目前采用的DSP是TMS320F28335高速运算芯片,采用的CPLD是XCR3256X,提高了整个闭环运算速度,提高了全控器件的开关频率。使得总谐波畸变率(THD)不大于3%,待机响应时间不大于1ms,全响应时间不大于5ms。
APF的运行可以做到无人值守,所有运行状态、数据、故障点、故障信息、事件记录、历史记录均在人机界面中显示及存盘,并可通过适当的通讯方式传递到值班室。严重故障时发出声响报警,使得值班人员第一时间了解整个***工况,做出第一反应,防止故障蔓延。多元化的通讯接口,使得人机界面的种类选择也变得多样化,可以根据***需要编制更加人性化的界面,可以选择更高速的通讯模式,例如CAN通讯接口,通讯速率可以达到1M,INTERNET通讯速率可以成倍增长。目前采用的基于RS485串口的MODBUS通讯协议。
控制回路包括:一是控制回路供电,该控制***供电直接来源于装置本身,无需单独对控制回路供电,控制回路配有隔离变压器、抑制电磁干扰的π型滤波器;二是主控制结构由含有双DSP+CPLD、AD、采样电路主控印制板组成。采样回路采集电网电压、直流侧电压、装置输出电流、负载电流到AD芯片,最终输送到主DSP和辅助DSP进行闭环控制,在这些硬件配合下最终实现PWM波发送,使得装置输出与检测到的谐波电流大小相等方向相反的电流实现谐波补偿、无功补偿同理。同时DSP和CPLD配合实施故障回报、故障动作。
对于过压、过流、过温等故障会根据保护等级做出动作。
采用特殊结构,该装置容量扩展也变得容易,且多个装置可以并联运行,也可以和无源滤波装置配合使用。控制精度和动态响应时间都得到了大大提升,适用于试验(可作为高精度容性或感性负载)和工业应用(谐波治理及无功补偿)。
以上所述仅为本发明的一种实施方式,不是全部或唯一的实施方式,本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换,均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种三单相三线制并联APF/SVG装置,其特征在于:包括决定装置工作状态的控制器,所述控制器包括主控DSP、辅助DSP、可编程逻辑器件CPLD、AD采样模块、外部接口模块和控制器供电模块;主控DSP、辅助DSP分别与CPLD连接,AD采样模块与主控DSP连接,CPLD连接有执行CPLD输出PWM调制决议的三个功率模块,CPLD接收主控DSP发出的PWM调制决议命令并输出至组成功率模块的IGBT,IGBT最终执行PWM调制命令,输出相应的补偿电流到三相交流电网;AD采样模块分别连接有采集三相交流电网负载电流的第一电流传感器(TA4,TA5,TA6)、采集三相交流电网电压的第一电压传感器(TV1,TV2,TV3)、采集本装置输出电流的第二电流传感器(TA1,TA2,TA3)、采集功率模块直流侧电压的第二电压传感器(TV4,TV5,TV6)。
2.根据权利要求1所述的三单相三线制并联APF/SVG装置,其特征在于:所述功率模块为三单相H桥角接形式,1个H桥为一个功率模块,1个H桥由两个半H桥并联构成,两个均并联有反向二极管的IGBT串联组成半H桥,每个半H桥均并联有由电容器和电阻并联组成的RC回路,每个H桥并联有直流侧电容;三相H桥串联电抗器(LA,LB,LC)后角接连接三相交流电网,CPLD通过光纤与三单相H桥的IGBT连接向其输送PWM波,同时采集IGBT的回报信号。
3.根据权利要求2所述的三单相三线制并联APF/SVG装置,其特征在于:所述直流侧电容采用复合叠层母排与单相H桥连接。
4.根据权利要求1或2所述的三单相三线制并联APF/SVG装置,其特征在于:包括散热风机(F1,F2,F3),散热风机经控制接触器(KM3)和空气开关(QF1)接入三相交流电网;控制器供电模块经EMC滤波装置、隔离变压器、空气开关(QF1)与三相交流电网连接。
5.根据权利要求1或2所述的三单相三线制并联APF/SVG装置,其特征在于:功率模块分别串联三相预充电电阻(Rpa、Rpb、Rpc)后连接至三相交流电网,三相预充电电阻(Rpa、Rpb、Rpc)分别并联有切除接触器(KM2)。
6.根据权利要5所述的三单相三线制并联APF/SVG装置,其特征在于:所述功率模块三相输出线路上连接有由电容器和电阻器串联组成的交流侧高通滤波器(HPF),功率模块三相输出线路上还分别串联有保护熔断器(FUa,Fub,FUc)和主回路断路器(QF)。
7.根据权利要求5所述的三单相三线制并联APF/SVG装置,其特征在于:所述控制器中主控DSP与辅助DSP之间连接有用于其交互数据的DRAM,辅助DSP设置有I/O接口、CAN通讯接口、RS485接口和INTERNET接口。
8.根据权利要求7所述的三单相三线制并联APF/SVG装置,其特征在于:所述辅助DSP连接有可编程人机界面。
CN2013102697896A 2013-06-28 2013-06-28 一种三单相三线制并联apf/svg装置 Pending CN103326366A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013102697896A CN103326366A (zh) 2013-06-28 2013-06-28 一种三单相三线制并联apf/svg装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013102697896A CN103326366A (zh) 2013-06-28 2013-06-28 一种三单相三线制并联apf/svg装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103326366A true CN103326366A (zh) 2013-09-25

Family

ID=49194970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013102697896A Pending CN103326366A (zh) 2013-06-28 2013-06-28 一种三单相三线制并联apf/svg装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103326366A (zh)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103546043A (zh) * 2013-10-30 2014-01-29 科大智能科技股份有限公司 Igbt变流器及其构成的静止无功发生器
CN103560521A (zh) * 2013-11-13 2014-02-05 国网上海市电力公司 一种动态电压无功补偿器用控制器
CN103701139A (zh) * 2013-12-30 2014-04-02 海南金盘电气有限公司 一种静止无功发生器的接入***
CN103944168A (zh) * 2014-04-17 2014-07-23 中国科学院电工研究所 一种大功率电能质量综合补偿装置
CN104158197A (zh) * 2014-08-22 2014-11-19 成都迈硕电气有限公司 一种基于svg的线电压补偿方法
CN104184156A (zh) * 2014-09-11 2014-12-03 成都麦隆电气有限公司 一种精确补偿三相分补svg装置及控制方法
CN104253440A (zh) * 2014-06-30 2014-12-31 南京亚派科技实业有限公司 基于can总线的带有开关管的无功补偿装置及控制方法
CN104269863A (zh) * 2014-10-17 2015-01-07 佛山市顺德区胜业电气有限公司 一种多重化中容量静止无功发生器
CN106374504A (zh) * 2015-07-22 2017-02-01 利思电气(上海)有限公司 一种带无功调节的高压谐波电流补偿装置
CN106451481A (zh) * 2016-04-13 2017-02-22 国船电气(武汉)有限公司 一种低压有源无功补偿装置
CN106527408A (zh) * 2016-12-26 2017-03-22 中国西电电气股份有限公司 基于rt‑lab实时数字仿真平台的电力电子控制器测试***
CN108448598A (zh) * 2018-03-29 2018-08-24 山西中州电气有限公司 混合式电能综合治理装置
CN110635484A (zh) * 2019-11-13 2019-12-31 平顶山学院 一种单相有源滤波器指令电流的生成方法、装置及设备
CN112653153A (zh) * 2020-12-16 2021-04-13 特变电工西安电气科技有限公司 一种svg的电压无功综合控制方法
CN113514762A (zh) * 2021-07-15 2021-10-19 江苏莱提电气股份有限公司 一种apf/svg继电器状态的检测***

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1877951A (zh) * 2005-06-09 2006-12-13 王健 具有statcom功能的光伏并网装置的双dsp控制电路
CN101291064A (zh) * 2007-04-20 2008-10-22 上海输配电股份有限公司 采用三单相h桥型的低压有源电力滤波器
CN102163926A (zh) * 2010-12-31 2011-08-24 中电普瑞科技有限公司 基于igbt模块并联的大功率变流器
CN102882219A (zh) * 2012-10-26 2013-01-16 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司 一种地铁供电***综合电能质量治理装置及其方法
CN203026952U (zh) * 2012-12-07 2013-06-26 北京思源清能电气电子有限公司 具有不平衡电流补偿功能的星接链式statcom装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1877951A (zh) * 2005-06-09 2006-12-13 王健 具有statcom功能的光伏并网装置的双dsp控制电路
CN101291064A (zh) * 2007-04-20 2008-10-22 上海输配电股份有限公司 采用三单相h桥型的低压有源电力滤波器
CN102163926A (zh) * 2010-12-31 2011-08-24 中电普瑞科技有限公司 基于igbt模块并联的大功率变流器
CN102882219A (zh) * 2012-10-26 2013-01-16 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司 一种地铁供电***综合电能质量治理装置及其方法
CN203026952U (zh) * 2012-12-07 2013-06-26 北京思源清能电气电子有限公司 具有不平衡电流补偿功能的星接链式statcom装置

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103546043A (zh) * 2013-10-30 2014-01-29 科大智能科技股份有限公司 Igbt变流器及其构成的静止无功发生器
CN103560521A (zh) * 2013-11-13 2014-02-05 国网上海市电力公司 一种动态电压无功补偿器用控制器
CN103701139A (zh) * 2013-12-30 2014-04-02 海南金盘电气有限公司 一种静止无功发生器的接入***
CN103701139B (zh) * 2013-12-30 2016-06-15 海南金盘电气有限公司 一种静止无功发生器的接入***
CN103944168A (zh) * 2014-04-17 2014-07-23 中国科学院电工研究所 一种大功率电能质量综合补偿装置
CN104253440A (zh) * 2014-06-30 2014-12-31 南京亚派科技实业有限公司 基于can总线的带有开关管的无功补偿装置及控制方法
CN104158197A (zh) * 2014-08-22 2014-11-19 成都迈硕电气有限公司 一种基于svg的线电压补偿方法
CN104158197B (zh) * 2014-08-22 2016-04-13 成都迈硕电气有限公司 一种基于svg的线电压补偿方法
WO2016037419A1 (zh) * 2014-09-11 2016-03-17 成都麦隆电气有限公司 一种精确补偿三相分补svg装置及控制方法
CN104184156A (zh) * 2014-09-11 2014-12-03 成都麦隆电气有限公司 一种精确补偿三相分补svg装置及控制方法
CN104269863A (zh) * 2014-10-17 2015-01-07 佛山市顺德区胜业电气有限公司 一种多重化中容量静止无功发生器
CN106374504A (zh) * 2015-07-22 2017-02-01 利思电气(上海)有限公司 一种带无功调节的高压谐波电流补偿装置
CN106451481A (zh) * 2016-04-13 2017-02-22 国船电气(武汉)有限公司 一种低压有源无功补偿装置
CN106527408A (zh) * 2016-12-26 2017-03-22 中国西电电气股份有限公司 基于rt‑lab实时数字仿真平台的电力电子控制器测试***
CN108448598A (zh) * 2018-03-29 2018-08-24 山西中州电气有限公司 混合式电能综合治理装置
CN110635484A (zh) * 2019-11-13 2019-12-31 平顶山学院 一种单相有源滤波器指令电流的生成方法、装置及设备
CN112653153A (zh) * 2020-12-16 2021-04-13 特变电工西安电气科技有限公司 一种svg的电压无功综合控制方法
CN113514762A (zh) * 2021-07-15 2021-10-19 江苏莱提电气股份有限公司 一种apf/svg继电器状态的检测***
CN113514762B (zh) * 2021-07-15 2023-11-24 江苏莱提电气股份有限公司 一种apf/svg继电器状态的检测***

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103326366A (zh) 一种三单相三线制并联apf/svg装置
Kaur et al. A review on microgrid central controller
CN101924370B (zh) 一种混合型电能质量治理装置
Sabzehgar A review of AC/DC microgrid-developments, technologies, and challenges
Razmi et al. An overview on power quality issues and control strategies for distribution networks with the presence of distributed generation resources
CN109412166A (zh) 基于双母线交叉供电的动态电压恢复***
CN105119262B (zh) 同时实现电能质量调节和小电流接地故障有源消弧的电路
CN102142684A (zh) 一种高压直挂式svg综合控制装置及其综合控制方法
CN103501058A (zh) 基于智能台区的能效管理***
CN106159951B (zh) 一种具有应急电源和有源滤波功能的复合电源
CN106571643A (zh) 一种光储微电网***控制方法
CN105717399B (zh) 电网适应性测试装置
Roman-Barri et al. Experience on the implementation of a microgrid project in Barcelona
CN102593849B (zh) 一种基于无功补偿的抑制混沌的控制装置及方法
CN1937349A (zh) 配电网综合动态补偿装置
Li et al. Realization of UPQC H∞ coordinated control in Microgrid
CN201928035U (zh) 一种高压直挂式svg综合控制装置
Mikkili et al. RTDS Hardware implementation and Simulation of 3-ph 4-wire SHAF for Mitigation of Current Harmonics with pq and Id-Iq Control strategies using Fuzzy Logic Controller
Sharma et al. A Comprehensive Review on STATCOM: Paradigm of Modelling, Control, Stability, Optimal Location, Integration, Application, and Installation
Zhou et al. Selective harmonic voltage control for STATCOMs in wind power plants
Vijayalakshmi et al. Power quality issues in smart grid/microgrid
CN108964053A (zh) 一种基于三相四桥臂逆变器的并网电流谐波补偿方法
CN204696691U (zh) 一种模块化的谐波治理及无功补偿装置
CN114069704A (zh) 一种中压供电质量综合提升装置的并网运行控制方法
CN102946103A (zh) 一种带自测试功能的有源电力滤波装置以及测试方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C05 Deemed withdrawal (patent law before 1993)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130925