基于FPGA的靜態(tài)無(wú)功補償裝置(SVC)
加入技術(shù)交流群
SVC研發(fā)背景
我國研究和應用SVC已有20多年歷史，研制出不少產(chǎn)品，但這些產(chǎn)品大多集中在工業(yè)和配電領(lǐng)域，容量一般為10～55 Mvar。20世紀八、九十年代，我國輸電系統5個(gè)500 kV變電站安裝了6套容量為105～170 Mvar 的SVC，均為進(jìn)口設備，國內第一套應用于輸電網(wǎng)的SVC于2004年9月投運，為電力系統中SVC的國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化打下了基礎[1]。
TSC+TCR型SVC
SVC有三種基本配置：1.固定電容器+晶閘管控制的電抗器(FC+CR)。2.晶閘管切換的電容器(TSC)。3.晶閘管切換的電容器+晶閘管控制電抗器(TSC+TCR)。其中，TSC+TCR的組合在通常情況下都是最優(yōu)解決方案，用TSC+TCR補償器可以獲得連續變化的無(wú)功功率并做到對補償器的電感和電容部分的完全控制。
基于NI CompactRIO的全數字控制器
TSC+TCR型SVC主要由全數字控制系統和TCR、TSC閥組構成，全數字控制系統的控制精度和響應速度直接影響到SVC能否有效解決負載帶來(lái)的電能質(zhì)量問(wèn)題，是SVC的心腹要塞。
傳統的控制算法是基于DSP實(shí)現的[2]，我們的客戶(hù)之一某SVC設備供應商之所以選用NI CompactRIO，主要因為DSP板級的開(kāi)發(fā)和調試周期都比較長(cháng)，自己開(kāi)發(fā)的DSP板可靠性和穩定性又無(wú)法保證，為了產(chǎn)品能盡快交貨又保證質(zhì)量，工程師最終選擇了集成FPGA技術(shù)的CompactRIO平臺，在一個(gè)月內完成了全數字控制系統的發(fā)布[3]。
如圖 1所示，“電壓測量”環(huán)節由NI9215模塊測量被控的正序電壓，包括3相母線(xiàn)電壓、3相負載電流和3相源電流，Vref是根據要求設定的電壓參考值， “電壓調節器”會(huì )根據測量電壓Vm和參考電壓之間的差值，計算出要保持母線(xiàn)電壓恒定所需要的并聯(lián)電納值B，“分配環(huán)節”決定了TSC(晶閘管投切的電容器)是否需要投切、計算出TCR(晶閘管控制的電感器)需要并入的“點(diǎn)火角”α，最后由同步單元利用鎖相環(huán)(PLL)跟蹤次級電壓，嚴格與工頻同步并根據“點(diǎn)火角”在不同的相位給晶閘管發(fā)出控制脈沖[4]。
評論