特变电工TSVG制胜的五大法宝(四)——最可靠的SVG

来源:世纪新能源网发布时间:2015-08-01 23:59:59
索比光伏网讯:一、硬件可靠

1)高品质器件的应用


采用高耐压、长寿命的金属膜电容器替代电解电容,不但能够承受高于传统电解电容器5倍的电流强度,更加能保证在浪涌电流下稳定的运行。


(a)IGBT模块示意图 (b)仿真热评估示意图
2)电源冗余供电

采用交流供电和工厂直流供电的双供电方案,通过电源转换控制板,为控制系统供电,提高系统可靠性及稳定性。

3)TSVG功率模块采用智能互取电技术,提高模块运行可靠性;

在模块内部增加了一路直流母线取电DC/DC电源,给相邻模块控制、驱动电路供电。在模块内部电源出现故障的情况下,模块供电可自动切换由相邻模块内DC/DC电源供电,同时将该状态信息反馈给控制电路,控制电路通过光纤隔离将该状态信息上传至主控,实现自动、智能模块供电功能。该方案具有结构简单、可靠性高等特点,方案的实施可很好的解决传统SVG功率模块内部供电电源故障导致的设备故障停机问题。

二、软件可靠

1)强大的运算及数据处理能力

图1. 10KV及以下电压等级控制系统

图2. 35KV电压等级控制系统
主控板基于TI C6000系列高速工业级浮点DSP设计,具备高速浮点运算能力。子板卡配置了FPGA处理单元,使得系统具备很强的分布式计算能力,以适应越来越复杂的大型控制系统的需求。18对高达100Mbps 的背板高速差分信号(LVDS)通讯技术;高达3.125Gbps的SerDes高速串行通讯技术可支持多机箱的自由扩展,实现控制系统的响应时间及无功控制精度达到最优。


响应时间指标
 
无功控制精度指标

2)先进的直流母线电压控制技术


采取三级控制技术,第一级总体控制技术,使得模块总电压稳定在一个目标值上;第二级使用相间均压控制技术,使得一相内模块电压控制在一个目标值上;第三级使用相内均压技术,使得每个模块电压稳定在一个目标值上;通过三级控制技术,可以将每个模块电压稳定在一个目标值,避免了因直流母线过压或欠压导致SVG停机跳闸故障。

3)可靠的故障检测和处理系统

对于电网侧故障,采样通道采用高精度的霍尔、PT、CT保证系统电压、电流的采样准确可靠;A/D转换采用16位高精度A/D芯片提供高精度的转换结果;高速先进的FPGA对数据进行滤波和处理,使控制系统能够实时得到滤除干扰信号的系统电压电流的瞬时值及有效值;以DSP为核心的主控系统实时监测TSVG系统电压及电流的变化情况,根据不同故障的处理逻辑,精确快速的对系统进行保护,实现故障不误报、不漏报,在保护TSVG的前提下,最大限度提高挂网能力,持续改善电能质量。电网侧故障保护列表如下:

分类

名称

级别

判据

检测方法

处理方式

确认时间

检测周期

工况限制

复位方式

电网侧故障

电网电压偏高

告警

电网三相电压有效值

三相电压有效值大于额定值的110%(可设)

不处理

30mS

200us

上电检测

自动复位

电网电压过高

故障

电网三相电压有效值

三相电压有效值大于额定值的120%(可设)

分闸

根据FPGA有效值计算时间,约10ms

200us

故障消失后可手动复位

电网电压偏低

告警

电网三相电压有效值

三相电压有效值小于额定值的90%(可设)

不处理

30mS

200us

自动复位

电网电压过低

故障

电网三相电压有效值

三相电压有效值大于额定值的40%(可设)

分闸

根据FPGA有效值计算时间,约10ms

200us

故障消失后可手动复位

电网频率高

故障

电网频率

大于52Hz(可设)

分闸

30mS

200us

故障消失后可手动复位

电网频率低

故障

电网频率

小于48Hz(可设)

分闸

30mS

200us

故障消失后可手动复位

电网相序反

故障

电网相序计算结果

检测出的相序与期望值相反

分闸或不合闸

1mS

200us

故障消失后可手动复位


链节是SVG的最主要构成部分,对链节的准确可靠保护是保证SVG正常运行的关键,TSVG的链节保护系统对链节的重要组成部分通过FPGA实现快速保护,包括母线电容量故障、IGBT类故障、驱动故障以及电源故障。通过全面的保护,保证了链节运行的可靠性。链节故障列表如下

分类

名称

级别

判据

检测方法

处理方式

确认时间

检测周期

工况限制

复位方式

链节故障

X链节旁路失败

故障

FPGA上传数据

数据变化

分闸

200us

200us

合闸后检测

故障消失后可手动复位

X链节母线欠压

故障

FPGA上传数据

数据变化

分闸/旁路

200us

200us

合闸后检测

故障消失后可手动复位

X链节母线过压告警

故障

FPGA上传数据

数据变化

分闸/旁路

200us

200us

合闸后检测

故障消失后可手动复位

X链节母线过压故障

故障

FPGA上传数据

数据变化

分闸/旁路

200us

200us

合闸后检测

故障消失后可手动复位

X链节过温

故障

FPGA上传数据

数据变化

责任编辑:solar_robot

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