CN103441509A - 无功补偿柜及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种无功补偿柜，包括多个无功补偿器、总线与多个智能单元，多个无功补偿器通过总线相互通讯，每个无功补偿器匹配一个智能单元。智能单元用于将与其匹配的无功补偿器的硬件信息与其它的无功补偿器的硬件信息进行交互，并用于排列所有无功补偿器的硬件信息的优先级且生成以所有无功补偿器的硬件信息与优先级为内容的身份信息表，还用于将优先级最高的无功补偿器作为主机，将与作为主机的无功补偿器匹配的智能单元作为主控制单元，将其他的无功补偿器作为从机，将与作为从机的无功补偿器的智能单元作为从控制单元。此外，还提供了一种无功补偿柜的控制方法。上述无功补偿柜及控制方法，不存在主机功能丧失的问题，不会发生通讯冲突。

Description

无功补偿柜及控制方法

技术领域

本发明涉及无功补偿技术领域，特别是涉及一种无功补偿柜及控制方法。

背景技术

电力***中使用的无功补偿柜一般具有多个无功补偿模块，多个无功补偿模块进行综合测量与控制，根据现场需要投入或退出某一个或多个无功补偿模块，以达到预期的无功补偿的目的，使电力***经济安全的运行。上述多个无功补偿模块中通常需要一个作为主机，并通过该主机与上位变电站监控***进行通讯，以实现对电网的无功补偿。

但是，上述无功补偿柜在主机因故退出运行时，无功补偿柜就失去综合测量与控制功能，因而就无法正常运行，大大影响电力***的供电质量。

为了解决因主机故障造成的无功补偿柜的功能的丧失，现有的无功补偿柜采用多主机的通讯方式，即将无功补偿柜的每个无功补偿模块均作为主机，但是，多主机通讯会出现通讯冲突的问题。

发明内容

基于此，有必要针对无功补偿柜因主机故障产生的功能丧失，以及采用多主机通讯出现的通讯冲突的问题，提供一种主机故障后不会产生功能丧失，以及不会产生通讯冲突的无功补偿柜及控制方法。

一种无功补偿柜，包括多个无功补偿器、总线与多个智能单元，所述多个无功补偿器通过总线相互通讯，每个无功补偿器匹配一个智能单元，

所述智能单元用于将与其匹配的无功补偿器的硬件信息与其它的无功补偿器的硬件信息进行交互，并用于排列所有无功补偿器的硬件信息的优先级且生成以所有无功补偿器的硬件信息与优先级为内容的身份信息表，还用于将优先级最高的无功补偿器作为主机，将与作为主机的无功补偿器匹配的智能单元作为主控制单元，将其他的无功补偿器作为从机，将与作为从机的无功补偿器的智能单元作为从控制单元。

在其中一个实施例中，所述主控制单元用于向所述从控制单元发送所述主机的硬件信息，所述从控制单元用于在未接收到所述主控制单元发送的硬件信息并在未接收到时间达到预设的时间阈值时，将与其匹配的无功补偿器的硬件信息与其他从控制单元所在的无功补偿器的硬件信息进行交互，并更新所述身份信息表，且将优先级最高的无功补偿器作为新主机，将与作为新主机的无功补偿器的智能单元作为新主控制单元，将其他的无功补偿器作为从机，将与作为从机的无功补偿器的智能单元作为从控制单元。 

在其中一个实施例中，所述主控制单元还用于将与其匹配的无功补偿器的硬件信息与新增的无功补偿器的硬件信息进行交互，并在新增的无功补偿器的优先级高于与所述主控制单元匹配的无功补偿器的优先级时，将新增的无功补偿器作为新主机，将与新增的无功补偿器匹配的智能单元更新为新主控制单元，原主控制单元作为从控制单元。

在其中一个实施例中，所述硬件信息为网络序号或硬件地址。

在其中一个实施例中，所述总线为RS485总线或CAN总线。

在其中一个实施例中，还包括总显示设备与上位监控***，所述总显示设备与所述多个智能单元通讯连接，所述上位监控***与所述总显示设备通讯连接。

一种根据上述所述的无功补偿柜的控制方法，包括以下步骤：

所述智能单元将与其匹配的无功补偿器的硬件信息与其它的无功补偿器的硬件信息进行交互；

排列所有无功补偿器的硬件信息的优先级且生成以所有无功补偿器的硬件信息与优先级为内容的身份信息表；

将优先级最高的无功补偿器作为主机，将与作为主机的无功补偿器匹配的智能单元作为主控制单元，将其他的无功补偿器作为从机，将与作为从机的无功补偿器的智能单元作为从控制单元。

在其中一个实施例中，还包括如下步骤：

所述主控制单元向所述从控制单元发送所述主机的硬件信息；

所述从控制单元在未接收到所述主控制单元发送的硬件信息并在未接收到时间达到预设的时间阈值时，将与其匹配的无功补偿器的硬件信息与其他从控制单元所在的无功补偿器的硬件信息进行交互，并更新所述身份信息表；

所述从控制单元将优先级最高的无功补偿器作为新主机，将与作为新主机的无功补偿器的智能单元作为新主控制单元，将其他的无功补偿器作为从机，将与作为从机的无功补偿器的智能单元作为从控制单元。

在其中一个实施例中，还包括如下步骤：

所述主控制单元将与其匹配的无功补偿器的硬件信息与新增的无功补偿器的硬件信息进行交互；

在新增的无功补偿器的优先级高于与所述主控制单元匹配的无功补偿器的优先级时，将与新增的无功补偿器匹配的智能单元更新为主控制单元，原主控制单元作为从控制单元。

上述无功补偿柜及控制方法，通过多个无功补偿器之间的硬件信息的交互，并根据硬件信息判断优先级，进而将优先级最高的无功补偿器作为主机，与作为主机的无功补偿器匹配的智能单元最为主控制单元，其他的无功补偿器作为从机，从而实现主机对从机的控制，以实现无功补偿柜的无功补偿。本发明无需单独配置主控制单元，每一无功补偿器均匹配一智能单元以保证每一时刻只有一个主机运行，并根据现场实际情况的需要及时地投入或退出无功补偿器最终实现无功补偿柜的无功补偿，不存在主机功能丧失的问题，由于只有一台无功补偿器作为主机，不会发生通讯冲突。

附图说明

图1为一个实施例的无功补偿柜的原理图；

图2为一个实施例的无功补偿柜的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，在一个实施例中，一种无功补偿柜，包括多个无功补偿器、总线与多个智能单元，其中，多个无功补偿器为无功补偿器1、无功补偿器2、无功补偿器3、无功补偿器4……无功补偿器2n-1与无功补偿器2n。智能单元为智能单元1、智能单元2、智能单元3、智能单元4……智能单元2n-1与智能单元2n。多个无功补偿器通过总线相互通讯，每个无功补偿器配置一个智能单元。

智能单元用于将与其匹配的无功补偿器的硬件信息与其它的无功补偿器的硬件信息进行交互，并用于排列所有无功补偿器的硬件信息的优先级且生成以所有无功补偿器的硬件信息与优先级为内容的身份信息表，还用于将优先级最高的无功补偿器作为主机，将与作为主机的无功补偿器的智能单元作为主控制单元，将其他的无功补偿器作为从机，将与作为从机的无功补偿器的控智能单元作为从控制单元。通常，硬件信息为网络序号或硬件地址，总线为RS485总线或CAN总线。

在具体的实施例中，主控制单元用于向从控制单元发送主机的硬件信息，从控制单元用于在未接收到主控制单元发送的硬件信息并在未接收到时间达到预设的时间阈值时，将与其匹配的无功补偿器的硬件信息与其他从控制单元所在的无功补偿器的硬件信息进行交互，并更新身份信息表，且将优先级最高的无功补偿器作为新主机，将与作为新主机的无功补偿器的智能单元作为新主控制单元，将其他的无功补偿器作为从机，将与作为从机的无功补偿器的智能单元作为从控制单元。 

在具体的实施例中，主控制单元还用于将与其匹配的无功补偿器的硬件信息与新增的无功补偿器的硬件信息进行交互，并在新增的无功补偿器的优先级高于与主控制单元匹配的无功补偿器的优先级时，将新增的无功补偿器作为新主机，将与新增的无功补偿器匹配的智能单元更新为新主控制单元，原主控制单元作为从控制单元。在本实施例中，无功补偿柜还包括总显示设备与上位监控***，总显示设备与多个智能单元电连接，上位监控***与总显示设备电连接。

上述无功补偿柜及控制方法，通过多个无功补偿器之间的硬件信息的交互，并根据硬件信息判断优先级，进而将优先级最高的无功补偿器作为主机，与作为主机的无功补偿器匹配的智能单元最为主控制单元，其他的无功补偿器作为从机，从而实现主机对从机的控制，以实现无功补偿柜的无功补偿。本发明无需单独配置主控制单元，每一无功补偿器均匹配一智能单元以保证每一时刻只有一个主机运行，并根据现场实际情况的需要及时地投入或退出无功补偿器最终实现无功补偿柜的无功补偿，不存在主机功能丧失的问题，由于只有一台无功补偿器作为主机，不会发生通讯冲突。

如图2所示，在本实施例中，一种无功补偿柜的控制方法，用于上述无功补偿柜的控制，包括以下步骤：

步骤S110，智能单元将与其匹配的无功补偿器的硬件信息与其它的无功补偿器的硬件信息进行交互。

步骤S120，排列所有无功补偿器的硬件信息的优先级且生成以所有无功补偿器的硬件信息与优先级为内容的身份信息表。

步骤S130，将优先级最高的无功补偿器作为主机，将与作为主机的无功补偿器匹配的智能单元作为主控制单元，将其他的无功补偿器作为从机，将与作为从机的无功补偿器的智能单元作为从控制单元。

在本实施例中，无功补偿柜的控制方法，还包括如下步骤：

主控制单元向从控制单元发送主机的硬件信息；

从控制单元在未接收到主控制单元发送的硬件信息并在未接收到时间达到预设的时间阈值时，将与其匹配的无功补偿器的硬件信息与其他从控制单元所在的无功补偿器的硬件信息进行交互，并更新身份信息表；

从控制单元将优先级最高的无功补偿器作为新主机，将与作为新主机的无功补偿器的智能单元作为新主控制单元，将其他的无功补偿器作为从机，将与作为从机的无功补偿器的智能单元作为从控制单元。

在本实施例中，无功补偿柜的控制方法，还包括如下步骤：

主控制单元将与其匹配的无功补偿器的硬件信息与新增的无功补偿器的硬件信息进行交互；

在新增的无功补偿器的优先级高于与主控制单元匹配的无功补偿器的优先级时，将与新增的无功补偿器匹配的智能单元更新为主控制单元，原主控制单元作为从控制单元。

根据上述的无功补偿柜及控制方法，下面举一具体的例子来进一步说明本发明：

本实施例选用HPD70系列无功补偿器进行说明。由于元器件的差异性，不同无功补偿器即使在同一时刻上电，无功补偿器内部的时钟也不可能实现同步，进而进入主程序的时刻也不可能同步。假设无功补偿器先后进入主程序的最大误差小于T1（设定为1S），因此制定以下机制：其中，以下机制基于最低波特率4800bps计算，完全支持9600bps，19200bps和38400bps等。假设无功补偿器的个数为N，设1≤i≤N。 

 1）所有无功补偿器进入主程序后均进入监听状态并启动对应的监听超时定时器，超时规则为硬件地址号乘以固定长延时（固定长延时设定为1s）；

若第i个无功补偿器的监听超时定时器在超时时限内未监听到其它无功补偿器的身份信息帧，则第i个无功补偿器发送其的身份信息帧，清零第i个无功补偿器的监听超时定时器并进入连接状态，进入连接状态后启动连接超时定时器，超时规则为最大设备数乘以短延时（短延时设定为20ms），若第i个无功补偿器在其连接超时定时器的超时时限内监听到身份信息帧，则清零连接超时定时器，同时记录监听到的其它无功补偿器的身份信息，即第i个无功补偿器监听到其它的无功补偿器的身份信息帧；

若第i个无功补偿器的监听超时定时器在超时时限内监听到其它无功补偿器的身份信息帧，则将其监听超时定时器清零并重新设定监听超时定时器，超时规则为地址号乘以固定短延时（握手帧字节数乘以字节时间2ms的两倍），同时记录监听到的其它无功补偿器的身份信息，若第i个无功补偿器的监听超时定时器在超时时限内未监听到其它无功补偿器的身份信息帧，则第i个无功补偿器发送其的身份信息帧，清零第i个无功补偿器的监听超时定时器并进入连接状态；

上述过程保证每一无功补偿器均能监听除自身外的所有无功补偿器的身份信息帧，每一无功补偿器将自身的身份信息帧和监听到的所有身份信息帧进行比较，以确定出自身是拥有主机身份还是从机身份，与拥有主机身份的无功补偿器匹配的智能单元控制主机和所有从机以目标功率因数运行以实现无功补偿柜的无功补偿。另外，在上述过程中，终端显示设备和上位监控***均可以监听所有信息。

需要说明的是，每一无功补偿器均发送信息，所有的无功补偿器均监听除自身外的所有无功补偿器的信息如身份信息帧，其中，该身份信息帧中包括无功补偿器的网络序号或无功补偿器的硬件地址。

2）拥有主机身份的无功补偿器发出网络轮询请求帧并启动响应超时定时器，若在响应超时定时器的超时时限内收到拥有从机身份的无功补偿器的网络轮询应答帧时，清零响应超时定时器，若在超时时限内未收到拥有从机身份的无功补偿器的网络轮询应答帧时，再次重发，若发送3次后在超时时限内还是未收到拥有从机身份的无功补偿器的网络轮询应答帧时，则说明未收到网络轮询应答帧的那一拥有从机身份的无功补偿器出现了故障，主机将发出广播命令将其从地址信息表中清除。

3）拥有从机身份的无功补偿器启动请求超时定时器，超时规则为调度周期的整数倍（通常设置为3倍），在收到主机对从机发送的网络轮询请求帧或者从机对主机发送的网络轮询应答帧时，请求超时定时器都将会清零，否则从机将会认定主机出现网络故障了，然后所有的从机将重复执行上述的1过程，每一从机会根据自身的身份信息帧和监听到的其它从机的身份信息帧确定具有其拥有主机身份还是从机身份。

4）若是有新的无功补偿器进入网络，主机启动新入网超时定时器，超时规则为调度周期乘以最大网络设备数的3倍，若在新入网超时定时器内监听到新无功补偿器发送的身份信息帧且以前一次监听到的新无功补偿器发送的身份信息帧开始至下一次监听到的新无功补偿器发送的身份信息帧作为一圈轮循，并在一圈轮循后主机发送其身份信息帧，新无功补偿器监听主机发送的身份信息帧并对新无功补偿器进行一次询问，若未收到应答则说明主机身份信息帧中包含的身份信息的优先级高于新无功补偿器身份信息帧中包含的身份信息的优先级，则原主机仍为主机，新无功补偿器作为从机；若收到应答则说明主机身份信息帧中包含的身份信息的优先级低于新无功补偿器身份信息帧中包含的身份信息的优先级，则原主机更新为从机，新无功补偿器更新为主机。

上述四个过程实现无功补偿器组网时确认主机和从机、正常运行时确认主机和从机是否出现网络故障以及投入新入网的无功补偿器并确认主机和从机的功能，使得无功补偿器一旦开始运行就能够持续运行，且每一时刻只有一个无功补偿器作为主机控制主机和所有从机以目标功率因数运行以实现该无功补偿柜的无功补偿。

上述无功补偿柜及控制方法，通过多个无功补偿器之间的硬件信息的交互，并根据硬件信息判断优先级，进而将优先级最高的无功补偿器作为主机，与作为主机的无功补偿器匹配的智能单元最为主控制单元，其他的无功补偿器作为从机，从而实现主机对从机的控制，以实现无功补偿柜的无功补偿。本发明无需单独配置主控制单元，每一无功补偿器均匹配一智能单元以保证每一时刻只有一个主机运行，并根据现场实际情况的需要及时地投入或退出无功补偿器最终实现无功补偿柜的无功补偿，，不存在主机功能丧失的问题，由于只有一台无功补偿器作为主机，不会发生通讯冲突。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种无功补偿柜，其特征在于，包括多个无功补偿器、总线与多个智能单元，所述多个无功补偿器通过总线相互通讯，每个无功补偿器匹配一个智能单元，

所述智能单元用于将与其匹配的无功补偿器的硬件信息与其它的无功补偿器的硬件信息进行交互，并用于排列所有无功补偿器的硬件信息的优先级且生成以所有无功补偿器的硬件信息与优先级为内容的身份信息表，还用于将优先级最高的无功补偿器作为主机，将与作为主机的无功补偿器匹配的智能单元作为主控制单元，将其他的无功补偿器作为从机，将与作为从机的无功补偿器的智能单元作为从控制单元。

2.根据权利要求1所述的无功补偿柜，其特征在于，所述主控制单元用于向所述从控制单元发送所述主机的硬件信息，所述从控制单元用于在未接收到所述主控制单元发送的硬件信息并在未接收到时间达到预设的时间阈值时，将与其匹配的无功补偿器的硬件信息与其他从控制单元所在的无功补偿器的硬件信息进行交互，并更新所述身份信息表，且将优先级最高的无功补偿器作为新主机，将与作为新主机的无功补偿器的智能单元作为新主控制单元，将其他的无功补偿器作为从机，将与作为从机的无功补偿器的智能单元作为从控制单元。

3.根据权利要求1所述的无功补偿柜，其特征在于，所述主控制单元还用于将与其匹配的无功补偿器的硬件信息与新增的无功补偿器的硬件信息进行交互，并在新增的无功补偿器的优先级高于与所述主控制单元匹配的无功补偿器的优先级时，将新增的无功补偿器作为新主机，将与新增的无功补偿器匹配的智能单元更新为新主控制单元，原主控制单元作为从控制单元。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的无功补偿柜，其特征在于，所述硬件信息为网络序号或硬件地址。

5.根据权利要求1所述的无功补偿柜，其特征在于，所述总线为RS485总线或CAN总线。

6.根据权利要求1所述的无功补偿柜，其特征在于，还包括总显示设备与上位监控***，所述总显示设备与所述多个智能单元通讯连接，所述上位监控***与所述总显示设备通讯连接。

7.一种根据权利要求1至6中任意一项所述的无功补偿柜的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

所述智能单元将与其匹配的无功补偿器的硬件信息与其它的无功补偿器的硬件信息进行交互；

排列所有无功补偿器的硬件信息的优先级且生成以所有无功补偿器的硬件信息与优先级为内容的身份信息表；

将优先级最高的无功补偿器作为主机，将与作为主机的无功补偿器匹配的智能单元作为主控制单元，将其他的无功补偿器作为从机，将与作为从机的无功补偿器的智能单元作为从控制单元。

8.根据权利要求7所述的无功补偿柜的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：

所述主控制单元向所述从控制单元发送所述主机的硬件信息；

所述从控制单元在未接收到所述主控制单元发送的硬件信息并在未接收到时间达到预设的时间阈值时，将与其匹配的无功补偿器的硬件信息与其他从控制单元所在的无功补偿器的硬件信息进行交互，并更新所述身份信息表；

所述从控制单元将优先级最高的无功补偿器作为新主机，将与作为新主机的无功补偿器的智能单元作为新主控制单元，将其他的无功补偿器作为从机，将与作为从机的无功补偿器的智能单元作为从控制单元。

9.根据权利要求7所述的无功补偿柜的控制方法，其特征在于，还包括如下步骤：

所述主控制单元将与其匹配的无功补偿器的硬件信息与新增的无功补偿器的硬件信息进行交互；

在新增的无功补偿器的优先级高于与所述主控制单元匹配的无功补偿器的优先级时，将与新增的无功补偿器匹配的智能单元更新为主控制单元，原主控制单元作为从控制单元。

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