一種電壓源型靜止同步無功補(bǔ)償裝置控制電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電壓源型靜止同步無功補(bǔ)償裝置控制電路，包括直流電壓采樣電路，所述直流電壓采樣電路包括第一電壓傳感器；負(fù)載電流采樣電路，所述負(fù)載電流采樣電路包括第一電流傳感器，所述第一電流傳感器為無源電流傳感器；補(bǔ)償電流采樣電路，所述補(bǔ)償電流采樣電路包括第二電流傳感器，所述第二電流傳感器為有源電流傳感器；電網(wǎng)電壓采樣電路，所述電網(wǎng)電壓采樣電路包括第二電壓傳感器，所述第二電壓傳感器為無源變壓器；電壓過零捕獲電路，所述電壓過零捕獲電路包括過零比較器；用于將采集的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸送至數(shù)字信號處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。本發(fā)明提高了實時響應(yīng)速度，成本有所降低，且控制功能易于實現(xiàn)。
【專利說明】一種電壓源型靜止同步無功補(bǔ)償裝置控制電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電壓源型靜止同步無功補(bǔ)償裝置控制電路，屬于電力工業(yè)無功補(bǔ)償設(shè)備生產(chǎn)制造【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]為了提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少線路損耗，越來越多的功率因數(shù)補(bǔ)償裝置和補(bǔ)償電容器被應(yīng)用到電力系統(tǒng)中；隨著大功率電力電子器件的日趨發(fā)展，作為靈活柔性交流輸電系統(tǒng)中的重要組成部分，靜止同步無功補(bǔ)償裝置(STATCOM)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來越廣泛，是當(dāng)今無功補(bǔ)償領(lǐng)域最新技術(shù)的代表。在配電網(wǎng)中，靜止同步無功補(bǔ)償裝置能有效解決電壓波動、電壓暫降、電壓不平衡、諧波污染等多種電能質(zhì)量問題。電壓源型靜止同步無功補(bǔ)償裝置的基本原理是利用可關(guān)斷大功率電力電子器件組成自換相橋式電路，經(jīng)過電抗器并聯(lián)在電網(wǎng)上，適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)橋式電路交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制其交流側(cè)電流，就可以使該電路吸收或者發(fā)出滿足要求的無功電流，實現(xiàn)動態(tài)無功補(bǔ)償?shù)哪康摹?br>

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的需求，提供一種電壓源型靜止同步無功補(bǔ)償裝置控制電路，滿足實際使用要求。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下:
一種電壓源型靜止同步無功補(bǔ)償裝置控制電路，包括:
用于對補(bǔ)償裝置直流側(cè)電壓進(jìn)行采樣和調(diào)理的直流電壓采樣電路，所述直流電壓采樣電路包括第一電壓傳感器；
用于對用戶負(fù)載電流進(jìn)行采樣和調(diào)理的負(fù)載電流采樣電路，所述負(fù)載電流采樣電路包括第一電流傳感器，所述第一電流傳感器為無源電流傳感器；
用于對補(bǔ)償裝置補(bǔ)償電流進(jìn)行采樣和調(diào)理的補(bǔ)償電流采樣電路，所述補(bǔ)償電流采樣電路包括第二電流傳感器，所述第二電流傳感器為有源電流傳感器；
用于對電網(wǎng)電壓進(jìn)行采樣和調(diào)理的電網(wǎng)電壓采樣電路，所述電網(wǎng)電壓采樣電路包括第二電壓傳感器，所述第二電壓傳感器為無源變壓器；
用于對電網(wǎng)電壓的相位信息進(jìn)行采集的電壓過零捕獲電路，所述電壓過零捕獲電路包括過零比較器；
用于將所述直流電壓傳感器、所述交流電流傳感器、所述補(bǔ)償電流傳感器、所述電網(wǎng)電壓傳感器和所述電網(wǎng)電壓過零捕獲電路采集的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸送至數(shù)字信號處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。
[0005]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，還包括用于對數(shù)字信號處理器發(fā)出的驅(qū)動信號進(jìn)行電壓放大的驅(qū)動信號放大器。
[0006]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述驅(qū)動信號放大器的輸出端連接有IGBT模塊和繼電器，且所述所述驅(qū)動信號放大器和所述IGBT模塊之間設(shè)置有用于起隔離和驅(qū)動作用的驅(qū)動電路。
[0007]作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，所述驅(qū)動電路包括用于起光耦隔離和功率放大作用的第一驅(qū)動芯片和用于起光耦隔離作用的第二驅(qū)動芯片。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的實施效果如下:
本發(fā)明所述的一種電壓源型靜止同步無功補(bǔ)償裝置控制電路，執(zhí)行速度快、控制靈明度高，從而提高了電壓源型靜止同步無功補(bǔ)償裝置的實時響應(yīng)速度；結(jié)構(gòu)較常規(guī)的電壓源型靜止同步無功補(bǔ)償裝置控制電路簡單，成本有所降低，有利于應(yīng)用推廣，且控制功能易于實現(xiàn)，增強(qiáng)了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明所述的一種電壓源型靜止同步無功補(bǔ)償裝置控制電路結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明所述的一種電壓源型靜止同步無功補(bǔ)償裝置控制電路中的驅(qū)動信號放大器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖3為本發(fā)明所述的一種電壓源型靜止同步無功補(bǔ)償裝置控制電路中的驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0011]下面將結(jié)合具體的實施例來說明本發(fā)明的內(nèi)容。
[0012]如圖1所示，為本發(fā)明所述的一種電壓源型靜止同步無功補(bǔ)償裝置控制電路結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明所述一種電壓源型靜止同步無功補(bǔ)償裝置控制電路，包括:用于對補(bǔ)償裝置直流側(cè)電壓進(jìn)行采樣和調(diào)理的直流電壓采樣電路，所述直流電壓采樣電路包括第一電壓傳感器；用于對用戶負(fù)載電流進(jìn)行采樣和調(diào)理的負(fù)載電流采樣電路，所述負(fù)載電流采樣電路包括第一電流傳感器，所述第一電流傳感器為無源電流傳感器；用于對補(bǔ)償裝置補(bǔ)償電流進(jìn)行采樣和調(diào)理的補(bǔ)償電流采樣電路，所述補(bǔ)償電流采樣電路包括第二電流傳感器，所述第二電流傳感器為有源電流傳感器；用于對電網(wǎng)電壓進(jìn)行采樣和調(diào)理的電網(wǎng)電壓采樣電路，所述電網(wǎng)電壓采樣電路包括第二電壓傳感器，所述第二電壓傳感器為無源變壓器；用于對電網(wǎng)電壓的相位信息進(jìn)行采集的電壓過零捕獲電路，所述電壓過零捕獲電路包括過零比較器；用于將所述直流電壓傳感器、所述交流電流傳感器、所述補(bǔ)償電流傳感器、所述電網(wǎng)電壓傳感器和所述電網(wǎng)電壓過零捕獲電路采集的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸送至數(shù)字信號處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。
[0013]進(jìn)一步地，還包括用于對數(shù)字信號處理器發(fā)出的驅(qū)動信號進(jìn)行電壓放大的驅(qū)動信號放大器。所述驅(qū)動信號放大器可以選擇專用的放大芯片，也可以通過如圖2所示的兩級三極管電路來放大，由數(shù)字信號處理器發(fā)出的驅(qū)動信號和繼電器控制信號經(jīng)過電壓放大后用于驅(qū)動驅(qū)動電路中的驅(qū)動芯片和相應(yīng)的繼電器。
[0014]驅(qū)動信號從數(shù)字信號處理器出來后要經(jīng)過電壓放大，還要經(jīng)過隔離驅(qū)動芯片才可以驅(qū)動IGBT模塊中的功率管，因此所述驅(qū)動信號放大器的輸出端連接有IGBT模塊和繼電器，且所述所述驅(qū)動信號放大器和所述IGBT模塊之間設(shè)置有用于起隔離和驅(qū)動作用的驅(qū)動電路。如圖3所示，具體地，所述驅(qū)動電路包括用于起光耦隔離和功率放大作用的第一驅(qū)動芯片Ul和用于起光耦隔離作用的第二驅(qū)動芯片U2。所述第一驅(qū)動芯片Ul可以選用三菱公司的M57962作為IGBT模塊的驅(qū)動芯片，這種驅(qū)動芯片采用光耦隔離，內(nèi)部集成有光耦、接口、檢測電路、定時復(fù)位電路、門關(guān)斷電路及功率放大電路；其主要特點為:24V單電源供電，功耗較??；內(nèi)置高速光親隔離；外串電阻可輸入CMOS信號，輸入信號與TTL電平兼容；有定時邏輯短路保護(hù)功能。所述第二驅(qū)動芯片U2可以選用4N25光耦合器。
[0015]負(fù)載電流包含三種分量即基波有功分量、基波無功分量以及各次諧波分量，當(dāng)負(fù)載為線性負(fù)載時，如果控制AC/DC變流器使得補(bǔ)償電流與基波無功分量的電流值相等且方向相反，那么根據(jù)KCL定律，電網(wǎng)電流就等于負(fù)載電流的基波有功電流分量。但實際上由于AC/DC變流器本身存在損耗，電網(wǎng)需要向變流器提供有功功率，即實際上補(bǔ)償電流除了包含要求補(bǔ)償?shù)臒o功分量之外還含有一定的有功電流分量，電網(wǎng)電流不僅包含負(fù)載電流的有功電流分量還包含變流器的有功電流分量。本發(fā)明所述的一種電壓源型靜止同步無功補(bǔ)償裝置控制電路，通過檢測并調(diào)理負(fù)載電流的瞬時值、補(bǔ)償電流的瞬時值、直流側(cè)電壓的瞬時值、電網(wǎng)電壓的瞬時值以及捕獲值，然后把這些數(shù)據(jù)送給數(shù)字信號處理器進(jìn)行運算并輸出驅(qū)動信號和控制信號，由數(shù)字信號處理器發(fā)出的驅(qū)動信號經(jīng)放大后從而驅(qū)動IGBT模塊中的功率管進(jìn)行作業(yè)，由數(shù)字信號處理器發(fā)出的控制信號經(jīng)放大后控制相關(guān)繼電器進(jìn)行作業(yè)，從而實現(xiàn)直流側(cè)電壓的控制和補(bǔ)償電流的控制。
[0016]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明所作的詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明具體實施僅限于這些說明。對于本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電壓源型靜止同步無功補(bǔ)償裝置控制電路，其特征是，包括: 用于對補(bǔ)償裝置直流側(cè)電壓進(jìn)行采樣和調(diào)理的直流電壓采樣電路，所述直流電壓采樣電路包括第一電壓傳感器； 用于對用戶負(fù)載電流進(jìn)行采樣和調(diào)理的負(fù)載電流采樣電路，所述負(fù)載電流采樣電路包括第一電流傳感器，所述第一電流傳感器為無源電流傳感器； 用于對補(bǔ)償裝置補(bǔ)償電流進(jìn)行采樣和調(diào)理的補(bǔ)償電流采樣電路，所述補(bǔ)償電流采樣電路包括第二電流傳感器，所述第二電流傳感器為有源電流傳感器； 用于對電網(wǎng)電壓進(jìn)行采樣和調(diào)理的電網(wǎng)電壓采樣電路，所述電網(wǎng)電壓采樣電路包括第二電壓傳感器，所述第二電壓傳感器為無源變壓器； 用于對電網(wǎng)電壓的相位信息進(jìn)行采集的電壓過零捕獲電路，所述電壓過零捕獲電路包括過零比較器； 用于將所述直流電壓傳感器、所述交流電流傳感器、所述補(bǔ)償電流傳感器、所述電網(wǎng)電壓傳感器和所述電網(wǎng)電壓過零捕獲電路采集的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并輸送至數(shù)字信號處理器的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。
2.如權(quán)利要求1所述的一種電壓源型靜止同步無功補(bǔ)償裝置控制電路，其特征是，還包括用于對數(shù)字信號處理器發(fā)出的驅(qū)動信號進(jìn)行電壓放大的驅(qū)動信號放大器。
3.如權(quán)利要求2所述的一種電壓源型靜止同步無功補(bǔ)償裝置控制電路，其特征是，所述驅(qū)動信號放大器的輸出端連接有IGBT模塊和繼電器，且所述所述驅(qū)動信號放大器和所述IGBT模塊之間設(shè)置有用于起隔離和驅(qū)動作用的驅(qū)動電路。
4.如權(quán)利要求3所述的一種電壓源型靜止同步無功補(bǔ)償裝置控制電路，其特征是，所述驅(qū)動電路包括用于起光耦隔離和功率放大作用的第一驅(qū)動芯片(Ul)和用于起光耦隔離作用的第二驅(qū)動芯片(U2)。
【文檔編號】H02J3/18GK104518516SQ201410800641
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月22日
【發(fā)明者】張進(jìn)軍, 王森, 蘇玉峰, 吳玉保, 馮四陽 申請人:安徽凱川電力保護(hù)設(shè)備有限公司