1 引言
近年來,隨著大功率非線性負荷的不斷增加,電網的無功沖擊和諧波污染呈不斷上升的趨勢,導致電網的線損增加,電壓合格率降低,嚴重影響供電質量和經濟性。采用靜止型動態無功補償裝置(svc)可以起到穩定系統電壓、改善系統不平衡、提高負荷功率因數等作用,現已成功應用于冶金、采礦和電氣化鐵路等沖擊性負荷的補償上,而且還具有更廣泛的應用前景。
大容量、實用化svc裝置的設計與運行過程中,監控系統的設計與實現是非常必要的,它起著運行信息管理中心的作用。以往監控系統軟件通常針對某個具體應用對象采用文本語言編程開發,用戶界面不美觀,開發周期長,移植和更改困難,而labview開發軟件具有廣泛的硬件支持、開放性互連、圖形界面優美及開發周期短等優點,特別適合測控自動化應用和監控系統的開發。基于虛擬儀器技術的svc監控系統采集、存儲、分析來自各個子系統的實時運行數據,并以此判斷整個svc裝置是否正常工作,同時將分析結果以直觀易懂的方式呈現給現場運行人員,是開發人員和用戶了解svc系統狀態的主導窗口。本文介紹了如何利用虛擬儀器技術在labview軟件開發平臺下研制svc監控系統,實現svc系統遠程操作控制命令的分散下達和實時運行信息的集中監視。
2 高壓無功補償系統的結構與功能
svc裝置通常有以下幾種結構:晶閘管控制電抗器(tcr)、晶閘管控制的高阻抗變壓器(tct)、晶閘管投切電容器(tsc)、tcr+tsc混合裝置、tcr+固定濾波器電容器(fc)的混合裝置。這里以tcr+fc型svc系統為例進行監控系統的設計。
svc系統是一個高度綜合和復雜的計算機控制系統,它由采集單元、控制單元、觸發脈沖產生單元、監控單元、保護單元5個子系統構成。其中,數據采集單元完成三相電壓和三相電流的檢測;控制調節單元完成靜止補償原理閉環調節器的控制算法;觸發脈沖產生單元主要完成同步功能和脈沖產生分配;監控單元完成svc系統結構的重構、控制參數的設定、面板操作命令的下發、系統運行參數的動態收集和顯示;保護單元完成過流和過載保護、閥組超溫及其bod保護等。
3 高壓無功補償監控系統的實現
3.1svc監控系統功能及組成
svc監控系統具體可完成以下功能:監視裝置的啟動過程;實時采集并顯示系統的運行狀態;在線判斷系統故障狀態;記錄重要系統運行信息;為遠程計算機傳遞數據;系統長期運行狀態分析,生成電壓質量、諧波含量分析報告;系統調試期間錄波回顯,協助安裝人員快速查看系統狀態等。這些功能為svc裝置的正常工作提供了有力保障,因此,svc的監控系統采用內置數據采集卡的工控機為基礎,虛擬儀器labview為工具進行開發。除了數據采集之外,監控系統還要負責和其他設備的通信以及遠程數據傳輸工作,采用高性能的工控機使得同時完成如此復雜的任務變得更加容易。而采用了圖形化的編程語言labview,把底層與硬件交互的部分封裝起來,使得應用程序的開發過程十分簡單,操作界面友好。
3.2labview簡介
labview是美國國家儀器公司(ni)提供的一款功能強大又靈活的虛擬儀器和測控軟件開發工具,是一種圖形化編程語言,簡稱g語言,其編程過程是通過圖形符號描述程序的行為,提供了大量的虛擬儀器元件和函數庫以方便編程,可直接用于實現數據采集、網絡通信、文件輸入輸出、gplb和串行儀器控制以及數據分析等。
由于labview的編程是完全圖形化的,不同于其他文本方式的編程工具,這種“所見即所得”的直觀效果給工程技術人員帶來了極大的方便,labview提供了工業界最大的儀器驅動程序庫,以及不同工業領域的各種控件模型,用戶可以根據需要,在基本控件模型的基礎上進行繼承優化,labview還支持通過internet、activex、dde和sql等交互式通信方式實現數據共享,也支持面向對象的程序設計。同時,labvlew直接支持微機中的rs-232和rs-485接口,不需任何外部板卡,可