高速响应无功补偿控制器.pdf

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1、第31卷第5期电力电容器与无功补偿Vo1．3lNo．52010年10月PowerCapacitor＆ReactivePowerCompensation0ct．2010高速响应无功补偿控制器顾侣雯，黄金寿，顾恩远(乐清富来茵电力电子有限公司，浙江乐清325600)摘要：无功控制器是节能节电、保障电能质量的关键部件，其响应速度越高效果越好，文中研制的无功控制器是测量电压、电流间的相角差，通过余弦函数表查出功率因数，用CPLD／FPGA作载体，是一款响应速度快、可靠性高、低价位的控制器。关键词：无功控制器；响应速度；瞬时无功理论；电能质量中图分类号：TM571文献标识码：文章编号：167

2、4—1757(2010)054)029-04FastResponseReactivePowerCompensationControllerGUSi—wen，HUANGJin—shou，GUEn—yuan(YueqingFulyinElectricPowerElectronicsCo．，Ltd．，Yueqing325600，China)Abstract：Reactivepowercontrollerisakeycomponentforenergysavingandelectricpowerqualityassuranceanditsefectisbetterwithhigherres

3、ponserate．ThereactivepowercontrollerdevelopedinthispaperistoidentifythepowerfactorbymeasuredphaseanglebetweenvoltageandcurrentwiththeuseofcosinefunctiontablesandcarrierCPLD／FPGA．Itisakindoffastresponse．highre—liabilityandlow—pricecontroller．Keywords：reactivepowercontroller；responsespeed；instan

4、taneousreactivepowertheory；electricenergyquality成的，软硬件结构复杂、响应速度慢、价格也偏高。0引言笔者阐述1款原理简单、响应时间短、可靠性高的理想的电能质量和节能节电是正常生活和生控制器，以供参考。产活动的基本保障和要求。随着科技的不断进1工作原理分析步，非线性负荷和冲击性负荷的增加使得电能质量变差，大量谐波涌人电网、电压闪变、跌落、不对视在功率是由相差90。的无功功率和有功功称负荷造成的负序和零序、电网功率因数低等都率之几何和，在笛卡尔坐标中有功功率P是视在给电网造成了负担，破坏了一些用户的正常生功率．s在横坐标上的投影活和生产。

5、P=Scos即P=c0s(1)终端用户对电网的补偿处理是节电和改善电式(1)中，、，为电压、电流有效值；cos为功率能质量的重要途径，特别是较大的电力用户能够因数；即为功率因数角，是、J『间的相角差。合理补偿，主要是靠控制器控制的操动电抗电容而电压电流瞬时值为或相应的有源设备(APF、STATCOM等)的投切，=√2Usinroti=√2／sin(rot—)(2)确保供用电在理想状态下运行，消除上述诸多弊由式(2)可知电流与电压间相差角，用电系统端_2J。然而现行的控制器大多是采用单片机构负载大多是感性负载，所以电压超前电流角。收稿日期：2010-05-24作者简介：顾侣雯(198

6、8一)，女，从事电能质量治理和无功补偿研发工作。电力电容器与无功补偿第3l卷测出任意周波电压超前电流的时间即可求出相角差，同时利用过零比较器和峰值比较，兼比正cos~o(功率因数)。通过高速跟踪投切来补偿感负半周，测得的相角差通过查表法得出JPF(功率性负载，可使功率因数接近单位功率因数，为此需因数)。从理论上不难理解其响应时间最长不会要提供高性能的无功控制器。超过6ms，经过仿真试验也证明了任何随机状态现行控制器产品构成是A／D转换器+单片出现，本控制器的响应时间都在2—6ms之间，与机，单片机抗干扰能力差，常有程序乱码、飞程序等现行的控制器相比快了十几倍，利用瞬时无功理弊端出现

7、造成测试失效、误判等J。另外需要测量论测量的方案响应时间也在5～6ms，基本相1—2个周期的电流、电压进行运算，发出投切指令当。另一外本控制器是利用近一于纯硬件的FPGA作大约要6o～80ms，再加上投切器件的时间，就会产载体，自然克服了乱码飞程序等弊端。其原理是生较大的时间偏差。对电焊、点焊、自动调节等，快把被测系统电流、电压经小型互感器变换成低电速投切的用电设备(即短时间的冲击性负荷)需要压(一般为2．5V)送入过零比较器和峰值比较补偿的时候，控制器在测量计算，当