[发明专利]35kV直挂式SVG系统及其PLC逻辑控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及大容量静止无功补偿器，尤其是35kV直挂式SVG系统及其PLC逻辑控制方法。

背景技术

在我国电网建设和运行中，长期存在的一个问题是无功补偿容量不足和配备不合理，特别是可调节的无功容量不足，快速响应的无功调节设备更少。

近几年，随着经济的快速增长，我国电网存在下面一些特点：发电机基本处于满发状态，使得动态无功支撑日益不足；随着经济增长和高新技术的发展，恒定功率负荷逐年递增；空调、取暖等类突增负荷所占比例越来越大，高峰达到40%以上，常规电容补偿装置不能适应突增负荷需要；在全国大型互联网中，需要大容量的动态无功储备；需要提高超高压电网电压稳定性，特别是重要负荷中心的电压稳定性；需要进一步提高有功的输送能力。

随着大功率非线性负荷用户（如电气化机车、轧机、电弧炉、硅铁炉等）的不断增多，对电网的冲击和谐波污染呈不断上升趋势，缺乏快速无功调节手段造成了母线电压随运行方式的变动很大，导致电网损耗增加。

目前的静止无功补偿器主要采用SVC，SVC是由晶闸管所控制投切电抗器和电容器组成，电容器提供固定的容性无功Qc，补偿电抗器通过的电流决定了补偿电抗器输出的感性无功QTCR大小，感性无功和容性无功相抵消，只要做到系统无功QN=Qv（系统所需）-Qc+QTCR=常数（或者0），则能够实现电网功率因数=常数，电压几乎不波动，关键是准确控制晶闸管的触发角，得到所需要的流过补偿电抗器的电流。采集母线的无功电流值和电压值，合成无功值，和所设定的恒无功值进行比较，计算得到的触发角大小。通过晶闸管触发装置，使晶闸管流过所需要的电流。

但是SVC具有以下缺点：1.SVC的响应时间为10-40ms，时间较长；2.补偿容量有电容器容量和电抗器容量所决定，较窄；3.SVC本身就是一个谐波源，会产生谐波，消除起来很困难；4.由于SVC采用了高压大容量的电容器和电抗器做储能元件，占地面积大；5.由于采用高压大容量的电容器和电抗器，功耗较高。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供35kV直挂式SVG系统及其PLC逻辑控制方法。

本发明采用的技术方案是：

一种35kV直挂式SVG系统，包括一主控箱和至少一阀组，以及PLC和组态监控系统；该主控箱包括集成于主控板上的主控DSP和主控FPGA、以及与主控板通讯的主控箱光纤板；该阀组包括A相、B相、C相阀控箱以及分别与A相、B相、C相阀控箱对应的三个阀组单元，所述阀控箱包括集成于阀控板上的阀控DSP和阀控FPGA、以及与阀控板通讯的阀控箱光纤板，该阀控箱光纤板分别与对应的阀组单元连接；其中：

所述主控DSP作为组态监控系统、PLC、阀控箱阀控DSP之间的通讯桥梁，并负责接收、分发的所有信息数据；

所述主控FPGA用于实现SVG所有数据采样、无功计算、系统级控制策略的实现、补偿容量的分配、正弦波信号的生成、系统故障判断和保护，最终形成调制正弦波信号瞬时值，单元均压正弦波信号以及控制命令，通过主控箱光纤板传送给各个阀控箱的阀控FPGA；

所述阀控DSP用于接收阀模块单元直压、模块内部温度，最终经TCP/IP反馈至主控DSP。

所述阀控FPGA通过光纤接受主控FPGA输出的调制正弦波信号瞬时值和单元均压正弦波信号瞬时值，以实现单元均压控制、三角波移相SPWM控制、产生触发信号、与每个单元驱动板通讯和解码、功率单元故障判断和保护；

所述PLC通过硬节点监测整个电气回路的开关状态，并接收主控DSP对开关状态的信息反馈，以实现整机并网运行流程；

所述组态监控系统用于获取主控箱和各个阀控箱以及PLC的所有状态，下发各种控制参数、系统保护，查看由主控DSP反馈的故障信息、实时波形、故障SOE。

进一步，所述主控箱还包括与主控板通讯的信号调理板。

本发明还包括与所述35kV直挂式SVG系统同一发明构思的PLC逻辑控制方法，包括以下步骤：

步骤Ａ：清除故障；

步骤Ｂ：启动风机运行；

步骤Ｃ：预充电；

步骤Ｄ：自检；

步骤Ｅ：抬压；

步骤Ｆ：合旁路开关并网。

进一步，所述步骤Ａ包括监控屏下发清故障命令，通知主控DSP进入状态和故障初始化；PLC从DSP读到清故障命令位反馈后自动下发撤销清故障命令。