基于自動組網(wǎng)的無功補償模塊及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于自動組網(wǎng)的無功補償模塊及方法，包括順次連接的系統(tǒng)電量測量模塊、無功補償控制策略模塊、控制指令輸出模塊和總線通訊模塊，總線通訊模塊與總線通訊，依次連接的主機自動產(chǎn)生模塊、地址自動分配模塊和電流變比自動識別模塊，且主機自動產(chǎn)生模塊、地址自動分配模塊和電流變比自動識別模塊的指令輸出端都與總線通訊模塊連接；系統(tǒng)電量測量模塊分別接收進線柜信號和電流變比自動識別模塊的輸出信號。本發(fā)明無須人工干預設置，產(chǎn)生唯一的控制主機，同時，主機能夠自動分配從機地址和自動識別進線柜電流互感器變比，從而對進線柜母線電量的采樣，再根據(jù)設定目標自動控制其它無功補償模塊的投切。
【專利說明】 基于自動組網(wǎng)的無功補償模塊及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于無功補償領域，尤其涉及一種基于自動組網(wǎng)的無功補償模塊及方法。
【背景技術】
[0002]目前市場上出現(xiàn)的智能無功補償模塊，都是需要通過人工設置不同的地址，再連接成一個控制系統(tǒng)。這樣，一旦把相同地址的智能電容器模塊放在同一系統(tǒng)中，系統(tǒng)將不能正常運行，甚至會崩潰；而且系統(tǒng)組網(wǎng)成功后，用戶還要設置進線柜電流變比，系統(tǒng)才能正常工作，這會對用戶使用者提出一定的技術要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明提供一種無須人工干預、自動組網(wǎng)成無功補償控制系統(tǒng)的無功補償模塊及方法。
[0004]技術方案:一種基于自動組網(wǎng)的無功補償模塊，包括順次連接的系統(tǒng)電量測量模塊、無功補償控制策略模塊、控制指令輸出模塊和總線通訊模塊，總線通訊模塊與總線通訊，還包括依次連接的主機自動產(chǎn)生模塊、地址自動分配模塊和電流變比自動識別模塊，且主機自動產(chǎn)生模塊、地址自動分配模塊和電流變比自動識別模塊的指令輸出端都與總線通訊模塊連接；所述系統(tǒng)電量測量模塊分別接收進線柜信號和電流變比自動識別模塊的輸出信號。
[0005]所述系統(tǒng)電量測量模塊包括由三相分壓電阻和電容組成的抗混疊濾波器以及由TVS管組成的信號鉗位電路，以防止信號超出范圍。
[0006]所述主機自動產(chǎn)生模塊用于產(chǎn)生主機，主機自動產(chǎn)生模塊檢測是否接收到總線的特定命令碼，如果未接收到，主機自動產(chǎn)生模塊向總線發(fā)送特定命令碼，當總線沖突時，隨機延時一段時間再發(fā)送，發(fā)送成功成為主機；如果接收到，則主機自動產(chǎn)生模塊不向總線上發(fā)送特定命令碼，自動成為從機。
[0007]所述地址自動分配模塊用于分配從機唯一地址，地址自動分配模塊把總線上發(fā)布的從機信息根據(jù)地址大小排序并存儲在聯(lián)機數(shù)組中，如果發(fā)現(xiàn)某從機發(fā)布信息的地址與聯(lián)機數(shù)組中重復，則自動修改重復模塊地址。
[0008]所述電流變比自動識別模塊通過K = Q2+ (Q1-Q3)的公式計算出電流變比大小，其中K為電流變比大小，Ql為主機記錄投入前的無功量，Q2為投入的已知無功容量，Q3為監(jiān)測的投入后無功量。
[0009]本發(fā)明還提供一種基于自動組網(wǎng)的無功補償方法，包括如下步驟:
[0010]I)主機自動產(chǎn)生模塊產(chǎn)生主機；
[0011 ] 2)地址自動分配模塊給從機分配唯一地址；
[0012]3)電流變比自動識別模塊和系統(tǒng)電量測量模塊計算出進線柜電流變比大小；
[0013]4)無功補償控制策略模塊輸出到控制指令輸出模塊，控制指令輸出模塊輸出到總線通訊模塊；
[0014]5)總線通訊模塊把通訊報文向總線上發(fā)布。
[0015]所述步驟I)包括:主機自動產(chǎn)生模塊檢測是否接收到總線的特定命令碼，如果未接收到，主機自動產(chǎn)生模塊向總線發(fā)送特定命令碼，當總線沖突時，隨機延時一段時間再發(fā)送，發(fā)送成功成為主機；如果接收到，則主機自動產(chǎn)生模塊不向總線上發(fā)送特定命令碼，自動成為從機。
[0016]所述步驟2)包括:總線上的每個從機逐個向總線發(fā)布本模塊信息，地址自動分配模塊把總線上發(fā)布的信息根據(jù)地址大小排序并存儲在聯(lián)機數(shù)組中，如果發(fā)現(xiàn)某從機發(fā)布信息的地址與聯(lián)機數(shù)組中重復，則自動修改重復模塊地址。
[0017]所述步驟3)包括:主機記錄投入前系統(tǒng)無功量Q1，然后投入已知的無功容量Q2，同時監(jiān)測投入后無功量Q3，通過電流變比K = Q2+(Q1-Q3)公式計算出電流變比大小。
[0018]有益效果:本發(fā)明主要應用于低壓無功補償中，通過自動組網(wǎng)可以使任意N+1臺無功補償模塊自動構(gòu)成了控制系統(tǒng)。無須人工干預設置，產(chǎn)生唯一的控制主機，并且主機的進線柜電流變比可自動設置，達到即插即用的效果。同時，主機能夠自動分配從機地址和自動識別進線柜電流互感器變比，從而對進線柜母線電量的采樣，再根據(jù)設定目標自動控制其它無功補償模塊的投切。本發(fā)明能根據(jù)系統(tǒng)需要產(chǎn)生無功電流，提高系統(tǒng)功率因數(shù)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明基于自動組網(wǎng)的無功補償模塊的模塊框圖；
[0020]圖2為本發(fā)明中系統(tǒng)電量測量模塊的電路圖；
[0021]圖3是本發(fā)明基于自動組網(wǎng)的無功補償模塊的應用接線圖；
[0022]圖4是本發(fā)明基于自動組網(wǎng)的無功補償方法的主機自動產(chǎn)生模塊流程圖；
[0023]圖5是本發(fā)明基于自動組網(wǎng)的無功補償方法的地址自動分配模塊流程圖；
[0024]圖6是本發(fā)明基于自動組網(wǎng)的無功補償方法的電流變比自動識別模塊流程圖。
【具體實施方式】
[0025]如圖1所示，一種基于自動組網(wǎng)的無功補償模塊包括系統(tǒng)電量測量模塊、無功補償控制策略模塊、控制指令輸出模塊、主機自動產(chǎn)生模塊、地址自動分配模塊、電流變比自動識別模塊和總線通訊模塊。主機自動產(chǎn)生模塊的指令輸出端連接到總線通訊模塊，總線通訊模塊把主機競爭指令的特定命令碼輸出到總線上，主機自動產(chǎn)生模塊成功取得主機身份完成后，主機自動產(chǎn)生模塊的輸出端連接到地址自動分配模塊的輸入端，地址自動分配模塊的指令輸出端連接到總線通訊模塊，自動地址分配程序完成地址分配后，地址自動分配模塊的輸出端連接到電流變比自動識別模塊的輸入端，電流變比自動識別模塊的指令輸出端連接到總線通訊模塊，電流變比自動識別模塊完成后，電流變比自動識別模塊的輸出端連接到系統(tǒng)電量測量模塊，進線柜信號輸入到系統(tǒng)電量測量模塊，系統(tǒng)電量測量模塊的輸出端連接到無功補償控制策略模塊的輸入端，無功補償控制策略模塊的輸出端連接到控制指令輸出模塊，控制指令輸出模塊把控制命令轉(zhuǎn)換為通訊控制碼輸出到總線通訊模塊，總線通訊模塊轉(zhuǎn)換為一定的通訊規(guī)約輸出到總線上。如圖2所示，本實施例中系統(tǒng)電量測量模塊的電路圖包括:運算放大器U4、三相分壓電阻R4?R12，R20?R22、TVS管Dl，D3，D4、電容C9、C16、C17，其中R15，C9、R16，C16、R28，C17分別組合成抗混疊濾波器，TVS管Dl，D3，D4組成信號鉗位電路，防止信號超出范圍。
[0026]如圖3所示，本發(fā)明與其它模塊聯(lián)機后可自動產(chǎn)生控制主機，并且該主機可對系統(tǒng)中每個聯(lián)機模塊進行實時監(jiān)控。采用N+1臺本發(fā)明基于自動組網(wǎng)的無功補償模塊對系統(tǒng)進行無功補償，該無功補償模塊安裝于電力低壓配電系統(tǒng)中，每臺無功補償模塊能獨立運行或根據(jù)需要組合運行。本發(fā)明經(jīng)過斷路器連接于低壓配電母聯(lián)上，根據(jù)所需無功補償容量進行模塊化并聯(lián)連接，每臺無功補償模塊通過總線連接在一起。
[0027]本發(fā)明還提供一種基于自動組網(wǎng)的無功補償方法，包括如下步驟:
[0028]I)主機自動產(chǎn)生模塊產(chǎn)生主機。如圖4所示，主機自動產(chǎn)生模塊檢測是否接收到總線的特定命令碼，如果未接收到，主機自動產(chǎn)生模塊向總線發(fā)送特定命令碼，當總線沖突時，隨機延時一段時間再發(fā)送，發(fā)送成功成為主機；如果接收到，則主機自動產(chǎn)生模塊不向總線上發(fā)送特定命令碼，自動成為從機?？偩€上每個基于自動組網(wǎng)的無功補償模塊競爭向總線發(fā)送特定命令碼，如果發(fā)現(xiàn)總線沖突，就隨機延時一段時間再發(fā)送，這樣可以防止再次總線沖突。同時，當主機產(chǎn)生后，其它基于自動組網(wǎng)的無功補償模塊接收到特定命令碼，自動變成從機，不會自動向總線上發(fā)送特定命令碼。
[0029]2)地址自動分配模塊給從機分配唯一地址。如圖5所示，主機上的地址自動分配模塊會發(fā)送詢問命令，主機命令總線上的每個從機收到主機命令后逐個向總線發(fā)布本模塊信息，如未成功發(fā)布，隨即延時發(fā)布。主機上的地址自動分配模塊把總線上發(fā)布的信息根據(jù)地址大小排序并存儲在聯(lián)機數(shù)組中，如果發(fā)現(xiàn)某從機模塊發(fā)布信息的地址與聯(lián)機數(shù)組中重復，地址自動分配模塊會自動修改重復模塊地址。
[0030]3)電流變比自動識別模塊和系統(tǒng)電量測量模塊計算出進線柜電流變比大小。如圖6所示，主機記錄投入前系統(tǒng)無功量Q1，然后投入已知的無功容量Q2，同時監(jiān)測投入后無功量Q3，電流變比自動識別模塊通過電流變比K = Q2+ (Q1-Q3)公式推算出電流變比大小。
[0031]4)無功補償控制策略模塊輸出到控制指令輸出模塊，控制指令輸出模塊輸出到總線通訊模塊；
[0032]5)總線通訊模塊把通訊報文向總線上發(fā)布。
[0033]本發(fā)明主要應用于低壓無功補償中，通過自動組網(wǎng)技術可以使任意N+1臺無功補償模塊自動構(gòu)成了控制系統(tǒng)，無須人工干預設置，即可產(chǎn)生唯一的控制主機，并且該主機可對系統(tǒng)中每個聯(lián)機模塊進行實時監(jiān)控。同時，主機能夠自動分配從機地址和自動識別進線柜電流互感器變比，用戶無須設置任何參數(shù)，本發(fā)明可自適應運行，自動設置進線柜取樣電流變比。對進線柜母線電量的采樣，再根據(jù)設定目標自動控制其它無功補償模塊的投切。
【權(quán)利要求】
1.一種基于自動組網(wǎng)的無功補償模塊，包括順次連接的系統(tǒng)電量測量模塊、無功補償控制策略模塊、控制指令輸出模塊和總線通訊模塊，總線通訊模塊與總線通訊，其特征在于，還包括依次連接的主機自動產(chǎn)生模塊、地址自動分配模塊和電流變比自動識別模塊，且主機自動產(chǎn)生模塊、地址自動分配模塊和電流變比自動識別模塊的指令輸出端都與總線通訊模塊連接；所述系統(tǒng)電量測量模塊分別接收進線柜信號和電流變比自動識別模塊的輸出信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自動組網(wǎng)的無功補償模塊，其特征在于，所述系統(tǒng)電量測量模塊包括由三相分壓電阻和電容組成的抗混疊濾波器以及由管組成的信號鉗位電路，以防止信號超出范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自動組網(wǎng)的無功補償模塊，其特征在于，所述主機自動產(chǎn)生模塊用于產(chǎn)生主機，主機自動產(chǎn)生模塊檢測是否接收到總線的特定命令碼，如果未接收到，主機自動產(chǎn)生模塊向總線發(fā)送特定命令碼，當總線沖突時，隨機延時一段時間再發(fā)送，發(fā)送成功成為主機；如果接收到，則主機自動產(chǎn)生模塊不向總線上發(fā)送特定命令碼，自動成為從機。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自動組網(wǎng)的無功補償模塊，其特征在于，所述地址自動分配模塊用于分配從機唯一地址，地址自動分配模塊把總線上發(fā)布的從機信息根據(jù)地址大小排序并存儲在聯(lián)機數(shù)組中，如果發(fā)現(xiàn)某從機發(fā)布信息的地址與聯(lián)機數(shù)組中重復，則自動修改重復模塊地址。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自動組網(wǎng)的無功補償模塊，其特征在于，所述電流變比自動識別模塊通過X = 02+ (01-03)的公式計算出電流變比大小，其中1(為電流變比大小，01為主機記錄投入前的無功量，02為投入的已知無功容量，03為監(jiān)測的投入后無功量。
6.一種基于自動組網(wǎng)的無功補償方法，其特征在于，包括如下步驟: 1)主機自動產(chǎn)生模塊產(chǎn)生主機； 2)地址自動分配模塊給從機分配唯一地址； 3)電流變比自動識別模塊和系統(tǒng)電量測量模塊計算出進線柜電流變比大??； 4)無功補償控制策略模塊輸出到控制指令輸出模塊，控制指令輸出模塊輸出到總線通訊模塊； 5)總線通訊模塊把通訊報文向總線上發(fā)布。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于自動組網(wǎng)的無功補償方法，其特征在于，所述步驟1)包括:主機自動產(chǎn)生模塊檢測是否接收到總線的特定命令碼，如果未接收到，主機自動產(chǎn)生模塊向總線發(fā)送特定命令碼，當總線沖突時，隨機延時一段時間再發(fā)送，發(fā)送成功成為主機；如果接收到，則主機自動產(chǎn)生模塊不向總線上發(fā)送特定命令碼，自動成為從機。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于自動組網(wǎng)的無功補償方法，其特征在于，所述步驟2)包括:總線上的每個從機逐個向總線發(fā)布本模塊信息，地址自動分配模塊把總線上發(fā)布的信息根據(jù)地址大小排序并存儲在聯(lián)機數(shù)組中，如果發(fā)現(xiàn)某從機發(fā)布信息的地址與聯(lián)機數(shù)組中重復，則自動修改重復模塊地址。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于自動組網(wǎng)的無功補償方法，其特征在于，所述步驟3)包括:主機記錄投入前系統(tǒng)無功量01，然后投入已知的無功容量02，同時監(jiān)測投入后無功量.03，通過電流變比1( = 02+(01-03)公式計算出電流變比大小。
【文檔編號】H02J13/00GK104485741SQ201410754059
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】沈雷明, 張鳳雛, 許文專, 蔣鑫 申請人:江蘇斯菲爾電氣股份有限公司