一種鏈?zhǔn)絪vg功率子模塊接口裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊接口裝置，采用模塊化結(jié)構(gòu)，包括用于與上層控制系統(tǒng)通信連接的接口控制板和用于與設(shè)定數(shù)量的功率子模塊通信連接的一組對應(yīng)的子模塊光纖收發(fā)板；接口控制板與用于進行光電信號轉(zhuǎn)換的一組對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理板連接，各數(shù)據(jù)處理板通過電接口與對應(yīng)的子模塊光纖收發(fā)板連接。本發(fā)明的鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊接口裝置作為高壓大容量SVG的上層控制系統(tǒng)和功率子模塊之間的接口裝置，可以實現(xiàn)對鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊的實時控制和保護功能，與現(xiàn)有的高壓大容量鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊接口方法，本發(fā)明采用模塊化設(shè)計，使得與上層控制系統(tǒng)配置更加靈活，能夠滿足不同容量SVG工程項目需求。
【專利說明】一種鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊接口裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種屬于電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊接口
>J-U裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]基于大功率電力電子技術(shù)的柔性交流輸電系統(tǒng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于電力工業(yè)，對增強電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性、提供輸電能力和用電效率、節(jié)能及改善電能質(zhì)量等方面發(fā)揮越來越重要的作用。靜止同步補償器(簡稱STSTC0M，國內(nèi)常稱為靜止無功發(fā)生器，簡稱SVG)裝置的原理是將電壓源型逆變器VSC經(jīng)過電抗器或者變壓器T并聯(lián)在電網(wǎng)上，通過調(diào)節(jié)逆變器交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位，改變輸入系統(tǒng)的無功電流的幅值，達到迅速吸收或者發(fā)出無功功率的效果，實現(xiàn)快速動態(tài)調(diào)節(jié)無功的目的。
[0003]動態(tài)無功補償及諧波治理裝置SVG可針對波動負載進行快速有效的動態(tài)無功補償，對電壓波動及閃變、負荷不平衡、功率因數(shù)及諧波進行補償，在有效改善電能質(zhì)量的同時，可取得明顯的節(jié)能降耗的效益。隨著我國跨區(qū)域電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)的無功及動態(tài)電壓穩(wěn)定問題日益凸顯，因此裝設(shè)高壓大容量SVG是有效的手段。
[0004]鏈?zhǔn)絊VG需要大量的功率子模塊來提供所需的高壓大容量，并且各功率子模塊需要與上層控制系統(tǒng)進行通信連接?，F(xiàn)有各功率子模塊與上層控制系統(tǒng)之間沒有標(biāo)準(zhǔn)的接口裝置，只能一一進行連接，不僅費時費力，還不便于擴展連接。因此，有必要提供一種鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊接口裝置來實現(xiàn)大量功率子模塊與控制系統(tǒng)的快速準(zhǔn)確連接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊接口裝置，以解決現(xiàn)有連接方法工作效率低的問題。
[0006]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊接口裝置，該接口裝置為模塊化結(jié)構(gòu)，包括用于與上層控制系統(tǒng)通信連接的接口控制板和用于與設(shè)定數(shù)量的功率子模塊通信連接的一組對應(yīng)的子模塊光纖收發(fā)板；所述接口控制板與用于進行光電信號轉(zhuǎn)換的一組對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理板連接，各數(shù)據(jù)處理板通過電接口與對應(yīng)的子模塊光纖收發(fā)板連接。
[0007]該接口裝置內(nèi)還設(shè)有一個冗余的接口控制板和一組對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理板。
[0008]所述接口控制板、數(shù)據(jù)處理板和子模塊收發(fā)板均設(shè)置于背板上；所述數(shù)據(jù)處理板通過背板與對應(yīng)的子模塊收發(fā)板連接。
[0009]所述接口控制板上還設(shè)有數(shù)據(jù)監(jiān)視接口。
[0010]所述接口控制板通過光纖與對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理板連接。
[0011]所述接口控制板分別用于通過獨立的光纖通道接收上層控制系統(tǒng)的同步信號和
主備信號。
[0012]所述接口控制板用于通過通信光纖與上層控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互。[0013]本發(fā)明的鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊接口裝置作為高壓大容量SVG的上層控制系統(tǒng)和功率子模塊之間的接口裝置，可以實現(xiàn)對鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊的實時控制和保護功能，與現(xiàn)有的高壓大容量鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊接口方法，具有以下優(yōu)點:
[0014](I)采用模塊化設(shè)計，使得與上層控制系統(tǒng)配置更加靈活，能夠滿足不同容量SVG工程項目需求；
[0015](2)采用雙系統(tǒng)冗余設(shè)計，大大提高了系統(tǒng)的可靠性；
[0016](3)與上層控制系統(tǒng)采用高速光纖通信接口連接，大大提高了通信速率，保證了控制系統(tǒng)的實時性；
[0017](4)通過獨立光纖通道接收上層控制系統(tǒng)的同步信號，實現(xiàn)本接口裝置與上層控制系統(tǒng)以及其他接口裝置之間的同步控制；
[0018](5)設(shè)置數(shù)據(jù)監(jiān)視接口，用于觀測通信數(shù)據(jù)流，方便了系統(tǒng)的調(diào)試。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明上層控制系統(tǒng)與功率子模塊的連接示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明接口裝置的原理圖；
[0021]圖3是本發(fā)明接口裝置實施例機箱的正面示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明接口裝置實施例機箱的背面示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖及具體的實施例對本發(fā)明進行進一步介紹。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明的鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊接口裝置采用模塊化結(jié)構(gòu)，只需通過光纖與上層控制系統(tǒng)和對應(yīng)的各功率子模塊連接，采用統(tǒng)一的硬件設(shè)計，可根據(jù)工程實際需要靈活配置接口裝置的個數(shù)和裝置內(nèi)部接口的數(shù)量，接口配置靈活且方便擴展，也方便功率子模塊的接入，能夠滿足不同容量SVG工程項目需求。
[0025]如圖2所示為本發(fā)明鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊接口裝置的原理圖，由圖可知，該裝置包括用于與上層控制系統(tǒng)光纖通信連接的接口控制板和用于與設(shè)定數(shù)量的功率子模塊通過光纖通信連接的一組對應(yīng)的子模塊光纖收發(fā)板；接口控制板與用于進行光電信號轉(zhuǎn)換的一組對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理板連接，各數(shù)據(jù)處理板通過電接口與對應(yīng)的子模塊光纖收發(fā)板連接。
[0026]該功率子模塊接口裝置采用AB雙系統(tǒng)冗余設(shè)計，即裝置內(nèi)還設(shè)有一個冗余的接口控制板和一組對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理板，當(dāng)一個系統(tǒng)工作時，另一系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)，當(dāng)主動系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，備用系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)無縫投入，大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性。
[0027]接口控制板通過高速通信光纖與上層控制系統(tǒng)進行完成數(shù)據(jù)交互，通過獨立光纖通道接收上層控制系統(tǒng)的同步信號，實現(xiàn)了該接口裝置與上層控制系統(tǒng)及該接口裝置與其他接口裝置之間的同步控制，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐叫?；通過獨立光纖通道接收上層控制系統(tǒng)的主備信號，使得主動系統(tǒng)和備用系統(tǒng)的切換更加靈活。
[0028]接口控制板上還設(shè)有數(shù)據(jù)監(jiān)視接口，用于觀測通信數(shù)據(jù)流，方便了系統(tǒng)的調(diào)試。
[0029]該接口控制裝置內(nèi)設(shè)有用于供電的電源板；接口控制板、數(shù)據(jù)處理板、子模塊收發(fā)板和電源板均設(shè)置于背板上；數(shù)據(jù)處理板通過背板與對應(yīng)的子模塊收發(fā)板連接；而接口控制板通過光纖與對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理板連接。[0030]該接口裝置機箱各個板卡的功能如下:
[0031]接口控制板:將匯總的功率子模塊的信息通過高速通信光纖傳輸至上層控制系統(tǒng)，同時將上層控制系統(tǒng)下發(fā)的信息傳輸給數(shù)據(jù)處理板；通過數(shù)據(jù)監(jiān)視接口可以連接監(jiān)控后臺，完成對上層控制系統(tǒng)下發(fā)信息以及功率子模塊上傳信息的同時監(jiān)控；接收上層控制系統(tǒng)的主備信號，完成主動系統(tǒng)與備用系統(tǒng)的切換控制；接收上層控制系統(tǒng)的同步信號，保證系統(tǒng)控制的同步性。
[0032]數(shù)據(jù)處理板:接收所對應(yīng)子模塊光纖收發(fā)板接收的對應(yīng)功率子模塊信息,對功率子模塊信息進行匯總，并把匯總后的信息通過高速通信光纖傳輸至接口控制板。同時，接收接口控制板傳輸信息，并將接收的信息通過背板分發(fā)至子模塊光纖收發(fā)板。
[0033]子模塊光纖收發(fā)板:進行數(shù)據(jù)通信功能，設(shè)有光纖發(fā)送器、光纖接收器和LED指示燈。
[0034]背板:為控制板卡提供電源通路，為數(shù)據(jù)處理板和子模塊光纖收發(fā)板提供數(shù)據(jù)通信通道，為接口控制板和數(shù)據(jù)處理板提供信號通道。
[0035]電源板:為數(shù)據(jù)處理板、子模塊光纖收發(fā)板和接口控制板提供所需電源；采用雙電源設(shè)計，可以同時為雙系統(tǒng)供電。
[0036]下面以具體的實施例進行說明。
[0037]如圖3所示，本實施例的接口裝置機箱的正面包含A、B兩套系統(tǒng)，A系統(tǒng)包括接口控制板A對應(yīng)的5個數(shù)據(jù)處理板Al?A5，B系統(tǒng)包括接口控制板B及對應(yīng)的5個數(shù)據(jù)處理板BI?B5，所有板卡均安裝在背板上。其中，接口控制板A的各高速光纖通信收發(fā)接口通過5對高速收發(fā)通信光纖同時與數(shù)據(jù)處理板Al?A5的通信收發(fā)接口對應(yīng)連接；接口控制板B的各高速光纖通信收發(fā)接口通過5對高速收發(fā)通信光纖同時與數(shù)據(jù)處理板BI?B5的通信收發(fā)接口對應(yīng)連接。接口控制板A、B上均設(shè)有用于與上層控制系統(tǒng)連接的光纖通信收發(fā)接口和數(shù)據(jù)監(jiān)視接口。
[0038]圖4中，功率子模塊接口裝置機箱的背面包含I塊電源板和18塊子模塊光纖收發(fā)板，所有板卡均安裝在背板上。數(shù)據(jù)處理板Al和數(shù)據(jù)處理板BI通過背板與1-4號子模塊光纖收發(fā)板進行數(shù)據(jù)交互；數(shù)據(jù)處理板A2和數(shù)據(jù)處理板B2通過背板與5-8號子模塊光纖收發(fā)板進行數(shù)據(jù)交互；數(shù)據(jù)處理板A3和數(shù)據(jù)處理板B3通過背板與9-12號子模塊光纖收發(fā)板進行數(shù)據(jù)交互；數(shù)據(jù)處理板A4和數(shù)據(jù)處理板B4通過背板與13-16號子模塊光纖收發(fā)板進行數(shù)據(jù)交互；數(shù)據(jù)處理板A5和數(shù)據(jù)處理板B5通過背板與17-18號子模塊光纖收發(fā)板進行數(shù)據(jù)交互；而每個子模塊光纖收發(fā)板通過8對收發(fā)通信光纖與8個功率子模塊完成數(shù)據(jù)交互。本實施例中的18塊子模塊光纖收發(fā)板可以實現(xiàn)與144個功率子模塊的連接實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。
[0039]結(jié)合上述實施例僅說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到:本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改或者等同替代，但這些修改或變更均在本申請的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊接口裝置，其特征在于:該接口裝置為模塊化結(jié)構(gòu)，包括用于與上層控制系統(tǒng)通信連接的接口控制板和用于與設(shè)定數(shù)量的功率子模塊通信連接的一組對應(yīng)的子模塊光纖收發(fā)板；所述接口控制板與用于進行光電信號轉(zhuǎn)換的一組對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理板連接，各數(shù)據(jù)處理板通過電接口與對應(yīng)的子模塊光纖收發(fā)板連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊接口裝置，其特征在于:該接口裝置內(nèi)還設(shè)有一個冗余的接口控制板和一組對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊接口裝置，其特征在于:所述接口控制板、數(shù)據(jù)處理板和子模塊收發(fā)板均設(shè)置于背板上；所述數(shù)據(jù)處理板通過背板與對應(yīng)的子模塊收發(fā)板連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊接口裝置，其特征在于:所述接口控制板上還設(shè)有數(shù)據(jù)監(jiān)視接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊接口裝置，其特征在于:所述接口控制板通過光纖與對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理板連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊接口裝置，其特征在于:所述接口控制板分別用于通過獨立的光纖通道接收上層控制系統(tǒng)的同步信號和主備信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1?6任意一項所述的鏈?zhǔn)絊VG功率子模塊接口裝置，其特征在于:所述接口控制板用于通過通信光纖與上層控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互。
【文檔編號】H02J3/18GK103647288SQ201310642509
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月2日
【發(fā)明者】胡四全, 董朝陽, 吉攀攀, 馬俊杰, 俎立峰, 周航 申請人:許繼電氣股份有限公司