一种apf并联运行的控制系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种APF并联运行的控制系统，涉及控制技术领域，包括：控制器、负载、多个APF、第一WiFi模块、与每个APF连接的第二WiFi模块，控制器与第一WiFi模块和负载连接；控制器用于获取负载的电压、电流信号，并确定负载的无功功率、谐波次数和谐波电流；根据APF数量、APF的额定电流、负载的无功功率以及谐波次数和谐波电流确定需要运行的APF的个数，并在确定负载的谐波电流大于谐波分配阈值时，将负载的无功功率、谐波次数和谐波电流平均分配至每个运行的APF；APF用于接收平均分配的负载的无功功率、谐波次数和谐波电流。本发明补偿效果好，实现了并联的APF的独立性，保证整个系统的正常运行。
【专利说明】
一种APF并联运行的控制系统
技术领域
[0001]本发明涉及控制技术领域，尤其涉及一种APF并联运行的控制系统。
【背景技术】
[0002]随着电力电子技术的飞速发展，尤其是在当今工业领域的广泛应用，使得电能质量问题日益凸显，为了改善电能质量问题，具有补偿系统无功、提高系统的功率因数、改善电能的质量、减少系统中谐波分量能力的APF (有源电力滤波器,Active Power Fi I ter)得到了广泛应用。
[0003]现有技术中，大多数APF都采用模块化和小型化，且每个模块的容量相对较小，当容量需求较大时，一般采取APF并联运行，并联数量可以根据实际需求确定，但现有技术中的多个APF是独立运行的，这样容易产生过补、欠补、震荡等现象，从而导致补偿效果不理雄
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【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供一种APF并联运行的控制系统，其补偿效果好，实现了并联的APF的独立性，能够保证整个系统的正常运行。
[0005 ]本发明通过以下技术手段解决上述问题:
[0006]一种APF并联运行的控制系统，包括:控制器、负载、多个APF、第一WiFi模块、以及与每个所述APF连接的第二 WiFi模块，所述控制器与所述第一 WiFi模块和负载连接，所述控制器通过第一WiFi模块和第二WiFi模块与每个所述APF进行通信;所述控制器用于确定连接的APF数量;所述控制器还用于获取所述负载的电压信号和电流信号，并根据所述电压信号和电流信号确定所述负载的无功功率以及负载的谐波次数和谐波电流;所述控制器还用于根据所述APF数量、APF的额定电流、所述负载的无功功率以及负载的谐波次数和谐波电流确定需要运行的APF的个数，并确定所述负载的谐波电流是否大于等于谐波分配阈值，在确定所述负载的谐波电流大于所述谐波分配阈值时，将所述负载的无功功率、以及负载的谐波次数和谐波电流平均分配至每个运行的APF;所述APF用于接收所述控制器发送的平均分配的负载的无功功率、以及负载的谐波次数和谐波电流，并根据接收到的平均分配的负载的无功功率、以及负载的谐波次数和谐波电流进行工作;所述APF还用于实时检测自身的元器件的工作状态，并在确定元器件发生故障时，通过第二WiFi模块向控制器发送故障信号；其中，所述故障信号中携带APF的标识信息；所述控制器还用于通过所述第一 WiFi模块接收故障信号，并向发送所述故障信号的APF发送切除指令，以使得发送所述故障信号的APF在接收到切除指令后自动停止工作。
[0007]进一步，所述控制器还用于在确定所述负载的谐波电流小于所述谐波分配阈值时，向N-1个正在运行的APF分别发送切除指令，并将所述负载的无功功率、以及负载的谐波次数和谐波电流发送至当前运行的APF，其中，N为大于I的整数。
[0008]进一步，还包括人机界面，所述人机界面与所述控制器连接。
[0009]进一步，每个所述APF的硬件与软件均相同。
[0010]进一步，所述控制器具体用于根据瞬时无功理论、负载的电压信号和电流信号确定所述负载的无功功率。
[0011]进一步，所述控制器具体用于根据递归离散傅里叶变换、负载的电压信号和电流信号确定所述负载的谐波次数和谐波电流。
[0012]本发明提供了一种APF并联运行的控制系统，包括控制器、负载、多个APF、第一WiFi模块、以及与每个所述APF连接的第二 WiFi模块，控制器可通过第一 WiFi模块和第二WiFi模块与每个APF进行通信，控制器根据APF数量、APF的额定电流、负载的无功功率以及负载的谐波次数和谐波电流确定需要运行的APF的个数，并向每个运行的APF下发相应的负载的无功功率、以及负载的谐波次数和谐波电流，使得每个APF根据接收到的平均分配的负载的无功功率、以及负载的谐波次数和谐波电流进行工作，实现了控制器对每个APF的集中控制，避免APF产生过补、欠补、震荡等现象，从而使得补偿效果好，且实现了并联的APF的独立性;另外，APF还可实时检测自身的元器件的工作状态，并在确定元器件发生故障时，通过第二 WiFi模块向控制器发送故障信号，使得控制器向对应的APF发送切除指令，保证整个系统的正常运行。
【附图说明】
[0013]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0014]图1是本发明提供的一种APF并联运行的控制系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0016]参见图1，是本发明提供的一种APF并联运行的控制系统包括:控制器1、负载2、多个APF 3、第一WiFi模块4、以及与每个所述APF 3连接的第二WiFi模块5，所述控制器I与所述第一 WiFi模块4和负载2连接，所述控制器I通过第一 WiFi模块4和第二 WiFi模块5与每个所述APF 3进行通信。
[0017]所述控制器I用于确定连接的APF3数量。
[0018]具体的，控制器I实时监测第一WiFi模块4和第二WiFi模块5的连接状况，并确定第一WiFi模块4和第二WiFi模块5成功连接的个数，即为确定连接的APF 3的数量，并根据连接的APF 3的数量为每一个APF 3进行编号，作为每个APF 3的标识信息，且控制器I通过第一WiFi模块4和第二WiFi模块5向每个APF 3发送自身的标识信息和连接的APF 3的数量。
[0019]需要说明的是，在控制器I向APF3发送信号时，第一WiFi模块4作为发射端，第二WiFi模块5作为接收端;在APF 3向控制器I发送信号时，第一WiFi模块4作为接收端，第二WiFi模块5作为发送端。
[0020]所述控制器I还用于获取所述负载2的电压信号和电流信号，并根据所述电压信号和电流信号确定所述负载2的无功功率以及负载2的谐波次数和谐波电流。
[0021]具体的，控制器I包括控制芯片、电压采集电路和电流采集电路，且电压采集电路的输入端和电流采集电路的输入端均与负载连接，电压采集电路的输出端和电流采集电路的输出端均与控制芯片连接，可通过电压采集电路获取负载2的电压信号，通过电流采集电路获取负载2的电流信号。
[0022]所述控制器I具体用于根据瞬时无功理论、负载2的电压信号和电流信号确定所述负载2的无功功率。
[0023]所述控制器I具体用于根据递归离散傅里叶变换、负载2的电压信号和电流信号确定所述负载2的谐波次数和谐波电流。
[0024]所述控制器I还用于根据所述APF3数量、APF 3的额定电流、所述负载2的无功功率以及负载2的谐波次数和谐波电流确定需要运行的APF 3的个数，并确定所述负载2的谐波电流是否大于等于谐波分配阈值，在确定所述负载2的谐波电流大于所述谐波分配阈值时，将所述负载2的无功功率、以及负载2的谐波次数和谐波电流平均分配至每个运行的APF3。
[0025]具体的，若控制器I将负载2的无功功率及谐波电流的总和记为Iload，将每个APF的额定电流记为Iapf，将需要运行的APF 3的个数记为M，则M=Iload/Iapf取整，M为小数时加I取整。
[0026]需要说明的是，谐波分配阈值是用户根据实际需求确定的。
[0027]所述APF3用于接收所述控制器发送的平均分配的负载的无功功率、以及负载的谐波次数和谐波电流，并根据接收到的平均分配的负载的无功功率、以及负载的谐波次数和谐波电流进行工作。
[0028]所述APF3还用于实时检测自身的元器件的工作状态，并在确定元器件发生故障时，通过第二 WiFi模块5向控制器I发送故障信号。
[0029]其中，所述故障信号中携带APF3的标识信息。
[0030]所述控制器I还用于通过所述第一WiFi模块4接收故障信号，并向发送所述故障信号的APF 3发送切除指令，以使得发送所述故障信号的APF 3在接收到切除指令后自动停止工作。
[0031]作为上述技术方案的进一步改进，所述控制器I还用于在确定所述负载2的谐波电流小于所述谐波分配阈值时，向N-1个正在运行的APF 3分别发送切除指令，并将所述负载2的无功功率、以及负载2的谐波次数和谐波电流发送至当前运行的APF 3。
[0032]其中，N为大于I的整数。
[0033]具体的，控制器I在确定负载2的谐波电流小于谐波分配阈值时，则确定负载2的负荷较小，为了减少APF 3的损耗，可切除部分正在运行的APF 3，盐长APF 3的寿命。
[0034]需要说明的是，当前运行的APF3是指控制器I向N-1个正在运行的APF3分别发送切除指令后，N-1个正在运行的APF 3执行该切除指令后剩下的那个APF 3。
[0035]作为上述技术方案的进一步改进，所述APF并联运行的控制系统还包括:人机界面6，所述人机界面6与所述控制器I连接。
[0036]具体的，控制器I可将接收到的负载2的电压信号、负载2的电流信号、负载2的无功功率以及负载2的谐波次数和谐波电流等显示在人机界面6上，方便工作人员实时查看。
[0037]本实施例中，每个所述APF3的硬件与软件均相同。
[0038]作为上述技术方案的进一步改进，控制器I还与每个APF3内的与逆变器连接的主控开关连接，并控制每个主控开关的导通时刻相互错开角度，从而使得等效开关的频率成倍提高，达到改善APF的补偿特性。
[0039]具体的，若并行的APF数量记为K，则错开角度=2π/Κ，其中K为正整数。
[0040]本发明提供了一种APF并联运行的控制系统，包括控制器、负载、多个APF、第一WiFi模块、以及与每个所述APF连接的第二 WiFi模块，控制器可通过第一 WiFi模块和第二WiFi模块与每个APF进行通信，控制器根据APF数量、APF的额定电流、负载的无功功率以及负载的谐波次数和谐波电流确定需要运行的APF的个数，并向每个运行的APF下发相应的负载的无功功率、以及负载的谐波次数和谐波电流，使得每个APF根据接收到的平均分配的负载的无功功率、以及负载的谐波次数和谐波电流进行工作，实现了控制器对每个APF的集中控制，避免APF产生过补、欠补、震荡等现象，从而使得补偿效果好；另外，APF还可实时检测自身的元器件的工作状态，并在确定元器件发生故障时，通过第二WiFi模块向控制器发送故障信号，使得控制器向对应的APF发送切除指令，保证整个系统的正常运行。
[0041]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。
[0042]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种APF并联运行的控制系统，其特征在于，包括:控制器、负载、多个APF、第一WiFi模块、以及与每个所述APF连接的第二 WiFi模块，所述控制器与所述第一 WiFi模块和负载连接，所述控制器通过第一 WiFi模块和第二 WiFi模块与每个所述APF进行通信； 所述控制器用于确定连接的APF数量； 所述控制器还用于获取所述负载的电压信号和电流信号，并根据所述电压信号和电流信号确定所述负载的无功功率以及负载的谐波次数和谐波电流； 所述控制器还用于根据所述APF数量、APF的额定电流、所述负载的无功功率以及负载的谐波次数和谐波电流确定需要运行的APF的个数，并确定所述负载的谐波电流是否大于等于谐波分配阈值，在确定所述负载的谐波电流大于所述谐波分配阈值时，将所述负载的无功功率、以及负载的谐波次数和谐波电流平均分配至每个运行的APF; 所述APF用于接收所述控制器发送的平均分配的负载的无功功率、以及负载的谐波次数和谐波电流，并根据接收到的平均分配的负载的无功功率、以及负载的谐波次数和谐波电流进行工作； 所述APF还用于实时检测自身的元器件的工作状态，并在确定元器件发生故障时，通过第二 WiFi模块向控制器发送故障信号;其中，所述故障信号中携带APF的标识信息； 所述控制器还用于通过所述第一WiFi模块接收故障信号，并向发送所述故障信号的APF发送切除指令，以使得发送所述故障信号的APF在接收到切除指令后自动停止工作。2.如权利要求1所述的一种APF并联运行的控制系统，其特征在于， 所述控制器还用于在确定所述负载的谐波电流小于所述谐波分配阈值时，向N-1个正在运行的APF分别发送切除指令，并将所述负载的无功功率、以及负载的谐波次数和谐波电流发送至当前运行的APF，其中，N为大于I的整数。3.如权利要求2所述的一种APF并联运行的控制系统，其特征在于，还包括人机界面，所述人机界面与所述控制器连接。4.如权利要求3所述的一种APF并联运行的控制系统，其特征在于，每个所述APF的硬件与软件均相同。5.如权利要求4所述的一种APF并联运行的控制系统，其特征在于， 所述控制器具体用于根据瞬时无功理论、负载的电压信号和电流信号确定所述负载的无功功率。6.如权利要求5所述的一种APF并联运行的控制系统，其特征在于， 所述控制器具体用于根据递归离散傅里叶变换、负载的电压信号和电流信号确定所述负载的谐波次数和谐波电流。
【文档编号】H02J3/01GK105846432SQ201610405238
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】向增, 陈峻岭, 胡小军, 李建霖
【申请人】珠海万力达电气自动化有限公司