用于交流电网低压智能动态无功补偿装置的数字控制器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于交流电网低压智能动态无功补偿装置的数字控制器，所述的数字控制器包括两个DSP芯片，分别为用于进行通讯数据处理的第一DSP芯片和用于进行无功补偿控制的第二DSP芯片，所述的第一DSP芯片和第二DSP芯片通过双口RAM连接，实现数据交互。与现有技术相比，本发明能够根据输入的电流信号，准确产生逆变电路的驱动信号，从而实现高效的无功补偿。
【专利说明】用于交流电网低压智能动态无功补偿装置的数字控制器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无功补偿系统，尤其是涉及一种用于低压配电系统中用于交流电网低压智能动态无功补偿装置的数字控制器。
【背景技术】
[0002]我国的电网主要依靠电压等级进行区分，其中66kV/110kV被称为高压配电系统，20kV/10kV/6kV为中电压配电系统，而220V/380V为低电压配电系统。配电系统中广泛存在的问题是供电可靠性、电能质量问题以及传输效率问题。其中的传输效率是指配电系统输送至用户的电能，与从输电网络中获得的电能的比值。输送效率与多种因素相关，其中一个重要问题就是无功补偿问题。交流电在通过实际负载时，由于其不可能是纯容性或纯感性的原因，使得有相当部分电能不做功而被消耗，成为无功功率，因此需要对线路中的无功功率进行补偿，这便是无功补偿需要完成的任务。采用合理方式对用电设备进行无功功率的补偿有以下效果:向电力系统提供或从系统中吸收无功功率，稳定受电端及电网的电压；改善输电系统的稳定性，提高输电能力；提高发电机的有功输出能力；降低各种设备发热，提闻设备利用率等。
[0003]在区域电网中，一般采用分级投切电容器组的方式来补偿系统无功，改善功率因数，这种方式只能向系统提供容性无功，并且不能随负载的变化而实现快速精确调节，在保证母线功率因数的同时，容易造成向系统倒送无功，抬高母线电压，危害用电设备及系统稳定性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于交流电网低压智能动态无功补偿装置的数字控制器，该数字控制器能够根据输入的电流信号，准确产生逆变电路的驱动信号，从而实现高效的无功补偿。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]一种用于交流电网低压智能动态无功补偿装置的数字控制器，所述的数字控制器包括两个DSP芯片，分别为用于进行通讯数据处理的第一 DSP芯片和用于进行无功补偿控制的第二 DSP芯片，所述的第一 DSP芯片和第二 DSP芯片通过双口 RAM连接，实现数据交互。
[0007]所述的第一 DSP芯片设有多种通讯接口，通过所述通讯接口与液晶屏或上位机进行连接。
[0008]第一 DSP芯片的通讯接口包括以太网接口、串行时钟接口、串行EEPROM接口、CAN接口、RS485 接口和 RS232 接口。
[0009]所述的第二 DSP芯片包括依次连接的无功功率解析单元、滞环比较控制单元和驱动单元，所述的无功功率解析单元对输入数字控制器的数字信号进行无功分离，无功功率解析单元解析出无功功率后，由滞环比较控制单元将该无功功率与逆变电路输出的无功功率进行比较，生成驱动脉冲信号并输出至驱动单元，驱动单元根据驱动脉冲信号输出PWM脉冲信号驱动低压智能动态无功补偿装置的逆变电路输出补偿无功功率。
[0010]所述的第二 DSP芯片通过A/D控制线和并行数据线连接低压智能动态无功补偿装置的A/D转换电路，所述的A/D控制线用于控制A/D转换电路的A/D采样，所述的并行数据线用于接收A/D转换后的数字信号。
[0011]所述的两个DSP芯片为TMS320F28335芯片。
[0012]与现有技术相比，本发明采用双DSP结构，其中一个DSP专门负责通讯数据的处理，与液晶屏和上位机进行数据通讯，实现数据分析和储存管理，提高整个无功补偿装置的运行效，另一个DSP专门负责逻辑控制、保护功能、开入开出处理、控制算法处理以及PWM脉冲生成，分工明确，处理效率高。通过DSP可以实现电流成分的分离，从中分离出无功成分与补偿电流进行比较，从而快速准确地输出驱动信号，控制逆变模块调节补偿电流的输出，达到最佳的无功补偿效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明的结构示意图；
[0014]图2为本发明对应的主程序流程图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0016]实施例
[0017]如图1所示，一种用于交流电网低压智能动态无功补偿装置的数字控制器，数字控制器包括两个DSP芯片，分别为用于进行通讯数据处理的第一 DSP芯片I和用于进行无功补偿控制的第二 DSP芯片2，第一 DSP芯片I和第二 DSP芯片2通过双口 RAM3连接，实现数据交互。第一 DSP芯片I专门负责通讯数据的处理，与液晶屏和上位机进行数据通讯，实现数据分析和储存管理，提高整个无功补偿装置的运行效，第二 DSP芯片2专门负责逻辑控制、保护功能、开入开出处理、控制算法处理以及PWM脉冲生成，两个DSP芯片分工明确，处理效率高。
[0018]所述的第一 DSP芯片设有多种通讯接口，包括以太网接口、串行时钟接口、串行EEPROM接口、CAN接口、RS485接口和RS232接口等，通过这些通讯接口与液晶屏或上位机进行连接，保证数据传输的方便快捷。
[0019]低压智能动态无功补偿装置进行无功电流补偿时，通过电流互感器采集电网上负载侧的电流信号，通过A/D转换电路进行A/D转换后才输入第二 DSP进行处理，因此第二DSP芯片需要通过A/D控制线和并行数据线连接低压智能动态无功补偿装置的A/D转换电路，所述的A/D控制线用于控制A/D转换电路的A/D采样，所述的并行数据线用于接收A/D转换后的数字信号。
[0020]第二DSP芯片I可以分为以下几个单元:无功功率解析单元、滞环比较控制单元和驱动单元，这几个单元依次连接。其中，无功功率解析单元对输入数字控制器的数字信号进行无功分离，无功功率解析单元解析出无功功率后，由滞环比较控制单元将该无功功率与逆变电路输出的无功功率进行比较，生成驱动脉冲信号并输出至驱动单元，驱动单元根据驱动脉冲信号输出PWM脉冲信号驱动低压智能动态无功补偿装置的逆变电路输出补偿无功功率。
[0021]在整个控制流程中，对低压智能动态无功补偿装置内的直流电压及发出补偿电流形成双闭环控制，从而可以稳定动态地实现无功功率补偿，其采用的控制方法为直接电流控制，直接电流控制方式的响应速度和控制精度都较高。所述的直接电流控制，就是采用跟踪型PWM控制技术对电流波形的瞬时值进行反馈控制。其中的跟踪型PWM控制技术具体为SPWM，采用三角波进行比较，获取逆变电路开关的动作时刻。
[0022]本发明中的两个DSP芯片均选用MS320F28335芯片，主频150MHZ，具有很强的实时控制能力和ePWM模块，特别是在浮点数的处理方面具有相当大的优越性。其对应的主程序流程，如图2所示，通过DSP可以实现电流成分的分离，从中分离出无功成分与补偿电流进行比较，从而快速准确地输出驱动信号，控制逆变模块调节补偿电流的输出，达到最佳的无功补偿效果。
【权利要求】
1.一种用于交流电网低压智能动态无功补偿装置的数字控制器，其特征在于，所述的数字控制器包括两个DSP芯片，分别为用于进行通讯数据处理的第一 DSP芯片和用于进行无功补偿控制的第二 DSP芯片，所述的第一 DSP芯片和第二 DSP芯片通过双口 RAM连接，实现数据交互。
2.根据权利要求1所述的一种用于交流电网低压智能动态无功补偿装置的数字控制器，其特征在于，所述的第一 DSP芯片设有多种通讯接口，通过所述通讯接口与液晶屏或上位机进行连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于交流电网低压智能动态无功补偿装置的数字控制器，其特征在于，第一 DSP芯片的通讯接口包括以太网接口、串行时钟接口、串行EEPROM接口、CAN 接口、RS485 接口和 RS232 接 口。
4.根据权利要求1所述的一种用于交流电网低压智能动态无功补偿装置的数字控制器，其特征在于，所述的第二 DSP芯片包括依次连接的无功功率解析单元、滞环比较控制单元和驱动单元，所述的无功功率解析单元对输入数字控制器的数字信号进行无功分离，无功功率解析单元解析出无功功率后，由滞环比较控制单元将该无功功率与逆变电路输出的无功功率进行比较，生成驱动脉冲信号并输出至驱动单元，驱动单元根据驱动脉冲信号输出PWM脉冲信号驱动低压智能动态无功补偿装置的逆变电路输出补偿无功功率。
5.根据权利要求4所述的一种用于交流电网低压智能动态无功补偿装置的数字控制器，其特征在于，所述的第二 DSP芯片通过A/D控制线和并行数据线连接低压智能动态无功补偿装置的A/D转换电路，所述的A/D控制线用于控制A/D转换电路的A/D采样，所述的并行数据线用于接收A/D转换后的数字信号。
6.根据权利要求1所述的一种用于交流电网低压智能动态无功补偿装置的数字控制器，其特征在于，所述的两个DSP芯片为TMS320F28335芯片。
【文档编号】H02J3/18GK104078984SQ201310106684
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年3月28日 优先权日:2013年3月28日
【发明者】张建兴 申请人:江苏方程电力科技有限公司