一種apf并聯(lián)運(yùn)行的控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種APF并聯(lián)運(yùn)行的控制系統(tǒng)，涉及控制技術(shù)領(lǐng)域，包括：控制器、負(fù)載、多個APF、第一WiFi模塊、與每個APF連接的第二WiFi模塊，控制器與第一WiFi模塊和負(fù)載連接；控制器用于獲取負(fù)載的電壓、電流信號，并確定負(fù)載的無功功率、諧波次數(shù)和諧波電流；根據(jù)APF數(shù)量、APF的額定電流、負(fù)載的無功功率以及諧波次數(shù)和諧波電流確定需要運(yùn)行的APF的個數(shù)，并在確定負(fù)載的諧波電流大于諧波分配閾值時，將負(fù)載的無功功率、諧波次數(shù)和諧波電流平均分配至每個運(yùn)行的APF；APF用于接收平均分配的負(fù)載的無功功率、諧波次數(shù)和諧波電流。本發(fā)明補(bǔ)償效果好，實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)的APF的獨(dú)立性，保證整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
【專利說明】
一種APF并聯(lián)運(yùn)行的控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種APF并聯(lián)運(yùn)行的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是在當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，使得電能質(zhì)量問題日益凸顯，為了改善電能質(zhì)量問題，具有補(bǔ)償系統(tǒng)無功、提高系統(tǒng)的功率因數(shù)、改善電能的質(zhì)量、減少系統(tǒng)中諧波分量能力的APF (有源電力濾波器,Active Power Fi I ter)得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，大多數(shù)APF都采用模塊化和小型化，且每個模塊的容量相對較小，當(dāng)容量需求較大時，一般采取APF并聯(lián)運(yùn)行，并聯(lián)數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際需求確定，但現(xiàn)有技術(shù)中的多個APF是獨(dú)立運(yùn)行的，這樣容易產(chǎn)生過補(bǔ)、欠補(bǔ)、震蕩等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致補(bǔ)償效果不理雄
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種APF并聯(lián)運(yùn)行的控制系統(tǒng)，其補(bǔ)償效果好，實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)的APF的獨(dú)立性，能夠保證整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
[0005 ]本發(fā)明通過以下技術(shù)手段解決上述問題:
[0006]一種APF并聯(lián)運(yùn)行的控制系統(tǒng)，包括:控制器、負(fù)載、多個APF、第一WiFi模塊、以及與每個所述APF連接的第二 WiFi模塊，所述控制器與所述第一 WiFi模塊和負(fù)載連接，所述控制器通過第一WiFi模塊和第二WiFi模塊與每個所述APF進(jìn)行通信;所述控制器用于確定連接的APF數(shù)量;所述控制器還用于獲取所述負(fù)載的電壓信號和電流信號，并根據(jù)所述電壓信號和電流信號確定所述負(fù)載的無功功率以及負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流;所述控制器還用于根據(jù)所述APF數(shù)量、APF的額定電流、所述負(fù)載的無功功率以及負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流確定需要運(yùn)行的APF的個數(shù)，并確定所述負(fù)載的諧波電流是否大于等于諧波分配閾值，在確定所述負(fù)載的諧波電流大于所述諧波分配閾值時，將所述負(fù)載的無功功率、以及負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流平均分配至每個運(yùn)行的APF;所述APF用于接收所述控制器發(fā)送的平均分配的負(fù)載的無功功率、以及負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流，并根據(jù)接收到的平均分配的負(fù)載的無功功率、以及負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流進(jìn)行工作;所述APF還用于實(shí)時檢測自身的元器件的工作狀態(tài)，并在確定元器件發(fā)生故障時，通過第二WiFi模塊向控制器發(fā)送故障信號；其中，所述故障信號中攜帶APF的標(biāo)識信息；所述控制器還用于通過所述第一 WiFi模塊接收故障信號，并向發(fā)送所述故障信號的APF發(fā)送切除指令，以使得發(fā)送所述故障信號的APF在接收到切除指令后自動停止工作。
[0007]進(jìn)一步，所述控制器還用于在確定所述負(fù)載的諧波電流小于所述諧波分配閾值時，向N-1個正在運(yùn)行的APF分別發(fā)送切除指令，并將所述負(fù)載的無功功率、以及負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流發(fā)送至當(dāng)前運(yùn)行的APF，其中，N為大于I的整數(shù)。
[0008]進(jìn)一步，還包括人機(jī)界面，所述人機(jī)界面與所述控制器連接。
[0009]進(jìn)一步，每個所述APF的硬件與軟件均相同。
[0010]進(jìn)一步，所述控制器具體用于根據(jù)瞬時無功理論、負(fù)載的電壓信號和電流信號確定所述負(fù)載的無功功率。
[0011]進(jìn)一步，所述控制器具體用于根據(jù)遞歸離散傅里葉變換、負(fù)載的電壓信號和電流信號確定所述負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流。
[0012]本發(fā)明提供了一種APF并聯(lián)運(yùn)行的控制系統(tǒng)，包括控制器、負(fù)載、多個APF、第一WiFi模塊、以及與每個所述APF連接的第二 WiFi模塊，控制器可通過第一 WiFi模塊和第二WiFi模塊與每個APF進(jìn)行通信，控制器根據(jù)APF數(shù)量、APF的額定電流、負(fù)載的無功功率以及負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流確定需要運(yùn)行的APF的個數(shù)，并向每個運(yùn)行的APF下發(fā)相應(yīng)的負(fù)載的無功功率、以及負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流，使得每個APF根據(jù)接收到的平均分配的負(fù)載的無功功率、以及負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)了控制器對每個APF的集中控制，避免APF產(chǎn)生過補(bǔ)、欠補(bǔ)、震蕩等現(xiàn)象，從而使得補(bǔ)償效果好，且實(shí)現(xiàn)了并聯(lián)的APF的獨(dú)立性;另外，APF還可實(shí)時檢測自身的元器件的工作狀態(tài)，并在確定元器件發(fā)生故障時，通過第二 WiFi模塊向控制器發(fā)送故障信號，使得控制器向?qū)?yīng)的APF發(fā)送切除指令，保證整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0014]圖1是本發(fā)明提供的一種APF并聯(lián)運(yùn)行的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016]參見圖1，是本發(fā)明提供的一種APF并聯(lián)運(yùn)行的控制系統(tǒng)包括:控制器1、負(fù)載2、多個APF 3、第一WiFi模塊4、以及與每個所述APF 3連接的第二WiFi模塊5，所述控制器I與所述第一 WiFi模塊4和負(fù)載2連接，所述控制器I通過第一 WiFi模塊4和第二 WiFi模塊5與每個所述APF 3進(jìn)行通信。
[0017]所述控制器I用于確定連接的APF3數(shù)量。
[0018]具體的，控制器I實(shí)時監(jiān)測第一WiFi模塊4和第二WiFi模塊5的連接狀況，并確定第一WiFi模塊4和第二WiFi模塊5成功連接的個數(shù)，即為確定連接的APF 3的數(shù)量，并根據(jù)連接的APF 3的數(shù)量為每一個APF 3進(jìn)行編號，作為每個APF 3的標(biāo)識信息，且控制器I通過第一WiFi模塊4和第二WiFi模塊5向每個APF 3發(fā)送自身的標(biāo)識信息和連接的APF 3的數(shù)量。
[0019]需要說明的是，在控制器I向APF3發(fā)送信號時，第一WiFi模塊4作為發(fā)射端，第二WiFi模塊5作為接收端;在APF 3向控制器I發(fā)送信號時，第一WiFi模塊4作為接收端，第二WiFi模塊5作為發(fā)送端。
[0020]所述控制器I還用于獲取所述負(fù)載2的電壓信號和電流信號，并根據(jù)所述電壓信號和電流信號確定所述負(fù)載2的無功功率以及負(fù)載2的諧波次數(shù)和諧波電流。
[0021]具體的，控制器I包括控制芯片、電壓采集電路和電流采集電路，且電壓采集電路的輸入端和電流采集電路的輸入端均與負(fù)載連接，電壓采集電路的輸出端和電流采集電路的輸出端均與控制芯片連接，可通過電壓采集電路獲取負(fù)載2的電壓信號，通過電流采集電路獲取負(fù)載2的電流信號。
[0022]所述控制器I具體用于根據(jù)瞬時無功理論、負(fù)載2的電壓信號和電流信號確定所述負(fù)載2的無功功率。
[0023]所述控制器I具體用于根據(jù)遞歸離散傅里葉變換、負(fù)載2的電壓信號和電流信號確定所述負(fù)載2的諧波次數(shù)和諧波電流。
[0024]所述控制器I還用于根據(jù)所述APF3數(shù)量、APF 3的額定電流、所述負(fù)載2的無功功率以及負(fù)載2的諧波次數(shù)和諧波電流確定需要運(yùn)行的APF 3的個數(shù)，并確定所述負(fù)載2的諧波電流是否大于等于諧波分配閾值，在確定所述負(fù)載2的諧波電流大于所述諧波分配閾值時，將所述負(fù)載2的無功功率、以及負(fù)載2的諧波次數(shù)和諧波電流平均分配至每個運(yùn)行的APF3。
[0025]具體的，若控制器I將負(fù)載2的無功功率及諧波電流的總和記為Iload，將每個APF的額定電流記為Iapf，將需要運(yùn)行的APF 3的個數(shù)記為M，則M=Iload/Iapf取整，M為小數(shù)時加I取整。
[0026]需要說明的是，諧波分配閾值是用戶根據(jù)實(shí)際需求確定的。
[0027]所述APF3用于接收所述控制器發(fā)送的平均分配的負(fù)載的無功功率、以及負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流，并根據(jù)接收到的平均分配的負(fù)載的無功功率、以及負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流進(jìn)行工作。
[0028]所述APF3還用于實(shí)時檢測自身的元器件的工作狀態(tài)，并在確定元器件發(fā)生故障時，通過第二 WiFi模塊5向控制器I發(fā)送故障信號。
[0029]其中，所述故障信號中攜帶APF3的標(biāo)識信息。
[0030]所述控制器I還用于通過所述第一WiFi模塊4接收故障信號，并向發(fā)送所述故障信號的APF 3發(fā)送切除指令，以使得發(fā)送所述故障信號的APF 3在接收到切除指令后自動停止工作。
[0031]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制器I還用于在確定所述負(fù)載2的諧波電流小于所述諧波分配閾值時，向N-1個正在運(yùn)行的APF 3分別發(fā)送切除指令，并將所述負(fù)載2的無功功率、以及負(fù)載2的諧波次數(shù)和諧波電流發(fā)送至當(dāng)前運(yùn)行的APF 3。
[0032]其中，N為大于I的整數(shù)。
[0033]具體的，控制器I在確定負(fù)載2的諧波電流小于諧波分配閾值時，則確定負(fù)載2的負(fù)荷較小，為了減少APF 3的損耗，可切除部分正在運(yùn)行的APF 3，鹽長APF 3的壽命。
[0034]需要說明的是，當(dāng)前運(yùn)行的APF3是指控制器I向N-1個正在運(yùn)行的APF3分別發(fā)送切除指令后，N-1個正在運(yùn)行的APF 3執(zhí)行該切除指令后剩下的那個APF 3。
[0035]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述APF并聯(lián)運(yùn)行的控制系統(tǒng)還包括:人機(jī)界面6，所述人機(jī)界面6與所述控制器I連接。
[0036]具體的，控制器I可將接收到的負(fù)載2的電壓信號、負(fù)載2的電流信號、負(fù)載2的無功功率以及負(fù)載2的諧波次數(shù)和諧波電流等顯示在人機(jī)界面6上，方便工作人員實(shí)時查看。
[0037]本實(shí)施例中，每個所述APF3的硬件與軟件均相同。
[0038]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，控制器I還與每個APF3內(nèi)的與逆變器連接的主控開關(guān)連接，并控制每個主控開關(guān)的導(dǎo)通時刻相互錯開角度，從而使得等效開關(guān)的頻率成倍提高，達(dá)到改善APF的補(bǔ)償特性。
[0039]具體的，若并行的APF數(shù)量記為K，則錯開角度=2π/Κ，其中K為正整數(shù)。
[0040]本發(fā)明提供了一種APF并聯(lián)運(yùn)行的控制系統(tǒng)，包括控制器、負(fù)載、多個APF、第一WiFi模塊、以及與每個所述APF連接的第二 WiFi模塊，控制器可通過第一 WiFi模塊和第二WiFi模塊與每個APF進(jìn)行通信，控制器根據(jù)APF數(shù)量、APF的額定電流、負(fù)載的無功功率以及負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流確定需要運(yùn)行的APF的個數(shù)，并向每個運(yùn)行的APF下發(fā)相應(yīng)的負(fù)載的無功功率、以及負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流，使得每個APF根據(jù)接收到的平均分配的負(fù)載的無功功率、以及負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流進(jìn)行工作，實(shí)現(xiàn)了控制器對每個APF的集中控制，避免APF產(chǎn)生過補(bǔ)、欠補(bǔ)、震蕩等現(xiàn)象，從而使得補(bǔ)償效果好；另外，APF還可實(shí)時檢測自身的元器件的工作狀態(tài)，并在確定元器件發(fā)生故障時，通過第二WiFi模塊向控制器發(fā)送故障信號，使得控制器向?qū)?yīng)的APF發(fā)送切除指令，保證整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
[0041]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計(jì)算機(jī)程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機(jī)存儲記憶體(Random AccessMemory，RAM)等。
[0042]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種APF并聯(lián)運(yùn)行的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:控制器、負(fù)載、多個APF、第一WiFi模塊、以及與每個所述APF連接的第二 WiFi模塊，所述控制器與所述第一 WiFi模塊和負(fù)載連接，所述控制器通過第一 WiFi模塊和第二 WiFi模塊與每個所述APF進(jìn)行通信； 所述控制器用于確定連接的APF數(shù)量； 所述控制器還用于獲取所述負(fù)載的電壓信號和電流信號，并根據(jù)所述電壓信號和電流信號確定所述負(fù)載的無功功率以及負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流； 所述控制器還用于根據(jù)所述APF數(shù)量、APF的額定電流、所述負(fù)載的無功功率以及負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流確定需要運(yùn)行的APF的個數(shù)，并確定所述負(fù)載的諧波電流是否大于等于諧波分配閾值，在確定所述負(fù)載的諧波電流大于所述諧波分配閾值時，將所述負(fù)載的無功功率、以及負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流平均分配至每個運(yùn)行的APF; 所述APF用于接收所述控制器發(fā)送的平均分配的負(fù)載的無功功率、以及負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流，并根據(jù)接收到的平均分配的負(fù)載的無功功率、以及負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流進(jìn)行工作； 所述APF還用于實(shí)時檢測自身的元器件的工作狀態(tài)，并在確定元器件發(fā)生故障時，通過第二 WiFi模塊向控制器發(fā)送故障信號;其中，所述故障信號中攜帶APF的標(biāo)識信息； 所述控制器還用于通過所述第一WiFi模塊接收故障信號，并向發(fā)送所述故障信號的APF發(fā)送切除指令，以使得發(fā)送所述故障信號的APF在接收到切除指令后自動停止工作。2.如權(quán)利要求1所述的一種APF并聯(lián)運(yùn)行的控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制器還用于在確定所述負(fù)載的諧波電流小于所述諧波分配閾值時，向N-1個正在運(yùn)行的APF分別發(fā)送切除指令，并將所述負(fù)載的無功功率、以及負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流發(fā)送至當(dāng)前運(yùn)行的APF，其中，N為大于I的整數(shù)。3.如權(quán)利要求2所述的一種APF并聯(lián)運(yùn)行的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括人機(jī)界面，所述人機(jī)界面與所述控制器連接。4.如權(quán)利要求3所述的一種APF并聯(lián)運(yùn)行的控制系統(tǒng)，其特征在于，每個所述APF的硬件與軟件均相同。5.如權(quán)利要求4所述的一種APF并聯(lián)運(yùn)行的控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制器具體用于根據(jù)瞬時無功理論、負(fù)載的電壓信號和電流信號確定所述負(fù)載的無功功率。6.如權(quán)利要求5所述的一種APF并聯(lián)運(yùn)行的控制系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制器具體用于根據(jù)遞歸離散傅里葉變換、負(fù)載的電壓信號和電流信號確定所述負(fù)載的諧波次數(shù)和諧波電流。
【文檔編號】H02J3/01GK105846432SQ201610405238
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】向增, 陳峻嶺, 胡小軍, 李建霖
【申請人】珠海萬力達(dá)電氣自動化有限公司