一種電壓源型靜止同步無功補償裝置控制電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電壓源型靜止同步無功補償裝置控制電路，屬于電力工業無功補償設備生產制造技術領域。
【背景技術】
[0002]為了提高電力系統的功率因數，減少線路損耗，越來越多的功率因數補償裝置和補償電容器被應用到電力系統中；隨著大功率電力電子器件的日趨發展，作為靈活柔性交流輸電系統中的重要組成部分，靜止同步無功補償裝置(STATCOM)在電力系統中的應用也越來越廣泛，是當今無功補償領域最新技術的代表。在配電網中，靜止同步無功補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量問題。電壓源型靜止同步無功補償裝置的基本原理是利用可關斷大功率電力電子器件組成自換相橋式電路，經過電抗器并聯在電網上，適當地調節橋式電路交流側輸出電壓的幅值和相位，或者直接控制其交流側電流，就可以使該電路吸收或者發出滿足要求的無功電流，實現動態無功補償的目的。
【發明內容】
[0003]本發明正是針對現有技術存在的需求，提供一種電壓源型靜止同步無功補償裝置控制電路，滿足實際使用要求。
[0004]為解決上述問題，本發明所采取的技術方案如下:
[0005]一種電壓源型靜止同步無功補償裝置控制電路，包括:
[0006]用于對補償裝置直流側電壓進行采樣和調理的直流電壓采樣電路，所述直流電壓米樣電路包括第一電壓傳感器；
[0007]用于對用戶負載電流進行采樣和調理的負載電流采樣電路，所述負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；
[0008]用于對補償裝置補償電流進行采樣和調理的補償電流采樣電路，所述補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；
[0009]用于對電網電壓進行采樣和調理的電網電壓采樣電路，所述電網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；
[0010]用于對電網電壓的相位信息進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；
[0011]用于將所述直流電壓采樣電路、所述負載電流采樣電路、所述補償電流采樣電路、所述電網電壓采樣電路和所述電壓過零捕獲電路采集的電信號轉換為數字信號并輸送至數字信號處理器的模數轉換電路。
[0012]作為上述技術方案的改進，還包括用于對數字信號處理器發出的驅動信號進行電壓放大的驅動信號放大器。
[0013]作為上述技術方案的改進，所述驅動信號放大器的輸出端連接有IGBT模塊和繼電器，且所述所述驅動信號放大器和所述IGBT模塊之間設置有用于起隔離和驅動作用的驅動電路。
[0014]作為上述技術方案的改進，所述驅動電路包括用于起光耦隔離和功率放大作用的第一驅動芯片和用于起光耦隔離作用的第二驅動芯片。
[0015]本發明與現有技術相比較，本發明的實施效果如下:
[0016]本發明所述的一種電壓源型靜止同步無功補償裝置控制電路，執行速度快、控制靈明度高，從而提高了電壓源型靜止同步無功補償裝置的實時響應速度；結構較常規的電壓源型靜止同步無功補償裝置控制電路簡單，成本有所降低，有利于應用推廣，且控制功能易于實現，增強了電力系統的穩定性。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明所述的一種電壓源型靜止同步無功補償裝置控制電路結構示意圖；
[0018]圖2為本發明所述的一種電壓源型靜止同步無功補償裝置控制電路中的驅動信號放大器的電路結構示意圖。
[0019]圖3為本發明所述的一種電壓源型靜止同步無功補償裝置控制電路中的驅動電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結合具體的實施例來說明本發明的內容。
[0021]如圖1所示，為本發明所述的一種電壓源型靜止同步無功補償裝置控制電路結構示意圖。本發明所述一種電壓源型靜止同步無功補償裝置控制電路，包括:用于對補償裝置直流側電壓進行采樣和調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；用于對用戶負載電流進行采樣和調理的負載電流采樣電路，所述負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；用于對補償裝置補償電流進行采樣和調理的補償電流采樣電路，所述補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；用于對電網電壓進行采樣和調理的電網電壓采樣電路，所述電網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；用于對電網電壓的相位信息進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采樣電路、所述負載電流采樣電路、所述補償電流采樣電路、所述電網電壓采樣電路和所述電壓過零捕獲電路采集的電信號轉換為數字信號并輸送至數字信號處理器的模數轉換電路。
[0022]進一步地，還包括用于對數字信號處理器發出的驅動信號進行電壓放大的驅動信號放大器。所述驅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，由數字信號處理器發出的驅動信號和繼電器控制信號經過電壓放大后用于驅動驅動電路中的驅動芯片和相應的繼電器。
[0023]驅動信號從數字信號處理器出來后要經過電壓放大，還要經過隔離驅動芯片才可以驅動IGBT模塊中的功率管，因此所述驅動信號放大器的輸出端連接有IGBT模塊和繼電器，且所述所述驅動信號放大器和所述IGBT模塊之間設置有用于起隔離和驅動作用的驅動電路。如圖3所示，具體地，所述驅動電路包括用于起光耦隔離和功率放大作用的第一驅動芯片Ul和用于起光耦隔離作用的第二驅動芯片U2。所述第一驅動芯片Ul可以選用三菱公司的M57962作為IGBT模塊的驅動芯片，這種驅動芯片采用光耦隔離，內部集成有光耦、接口、檢測電路、定時復位電路、門關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?。粌戎酶咚俟庥H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功能。所述第二驅動芯片U2可以選用4N25光耦合器。
[0024]負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，當負載為線性負載時，如果控制AC/DC變流器使得補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KCL定律，電網電流就等于負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，電網需要向變流器提供有功功率，即實際上補償電流除了包含要求補償的無功分量之外還含有一定的有功電流分量，電網電流不僅包含負載電流的有功電流分量還包含變流器的有功電流分量。本發明所述的一種電壓源型靜止同步無功補償裝置控制電路，通過檢測并調理負載電流的瞬時值、補償電流的瞬時值、直流側電壓的瞬時值、電網電壓的瞬時值以及捕獲值，然后把這些數據送給數字信號處理器進行運算并輸出驅動信號和控制信號，由數字信號處理器發出的驅動信號經放大后從而驅動IGBT模塊中的功率管進行作業，由數字信號處理器發出的控制信號經放大后控制相關繼電器進行作業，從而實現直流側電壓的控制和補償電流的控制。
[0025]以上內容是結合具體的實施例對本發明所作的詳細說明，不能認定本發明具體實施僅限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明保護的范圍。
【主權項】
1.一種電壓源型靜止同步無功補償裝置控制電路，其特征是，包括: 用于對補償裝置直流側電壓進行采樣和調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； 用于對用戶負載電流進行采樣和調理的負載電流采樣電路，所述負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； 用于對補償裝置補償電流進行采樣和調理的補償電流采樣電路，所述補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； 用于對電網電壓進行采樣和調理的電網電壓采樣電路，所述電網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； 用于對電網電壓的相位信息進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采樣電路、所述負載電流采樣電路、所述補償電流采樣電路、所述電網電壓采樣電路和所述電壓過零捕獲電路采集的電信號轉換為數字信號并輸送至數字信號處理器的模數轉換電路。
2.如權利要求1所述的一種電壓源型靜止同步無功補償裝置控制電路，其特征是，還包括用于對數字信號處理器發出的驅動信號進行電壓放大的驅動信號放大器。
3.如權利要求2所述的一種電壓源型靜止同步無功補償裝置控制電路，其特征是，所述驅動信號放大器的輸出端連接有IGBT模塊和繼電器，且所述所述驅動信號放大器和所述IGBT模塊之間設置有用于起隔離和驅動作用的驅動電路。
4.如權利要求3所述的一種電壓源型靜止同步無功補償裝置控制電路，其特征是，所述驅動電路包括用于起光耦隔離和功率放大作用的第一驅動芯片(Ul)和用于起光耦隔離作用的第二驅動芯片(U2)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種電壓源型靜止同步無功補償裝置控制電路，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；負載電流采樣電路，所述負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；補償電流采樣電路，所述補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；電網電壓采樣電路，所述電網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換為數字信號并輸送至數字信號處理器的模數轉換電路。本實用新型提高了實時響應速度，成本有所降低，且控制功能易于實現。
【IPC分類】H02J3-18
【公開號】CN204391754
【申請號】CN201420816929
【發明人】張進軍, 王森, 蘇玉峰, 吳玉保, 馮四陽
【申請人】安徽凱川電力保護設備有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年12月22日