Разработка программно-аппаратного коммуникационного контроллера для интеграции устройств энергетической электроники в цифровые электрические сети

Результат выполнения научно-исследовательской и технологической разработки. Разработка программно-аппаратного коммуникационного контроллера для интеграции устройств энергетической электроники в цифровые электрические сети с использованием протоколов стандарта МЭК 61850 на российской микропроцессорной компонентной базе предназначена для поддержания высокого качества тока и напряжения в сети, в том числе при переключениях ступеней регулирования реактивного тока. Обеспечение автоматического поддержания оптимальных режимов работы сетей и подбор наилучшего режима работы полупроводникового регулятора реактивной мощности, позволяющие интегрировать его в состав современных активно-адаптивных электрических сетей и цифровых подстанций. Значительное число наиболее распространённых бытовых и промышленных нагрузок, таких как асинхронные электродвигатели, вентильные преобразователи, сварочные агрегаты, дуговые и индукционные печи и др., в силу особенностей протекающих в них электромагнитных процессов, для обеспечения своего функционирования принципиально требуют потребления из сети реактивной мощности. Для работы в составе электроэнергетических систем, устройства генерации реактивной мощности должны обладать следующими свойствами: высоким быстродействием, надежностью работы при различном характере нагрузок, возможностью автономного и/или дистанционного управления, передачей данных по современным цифровым протоколам, функциями мониторинга состояния линии электропередачи и диагностики работы самого устройства, возможностью применения в различных климатических условиях, а также высокими технико-экономическими показателями. Преимущества: -обеспечивается отсутствие высших гармоник тока и напряжения, что исключает применение фильтров; -обеспечивается дискретное регулирование реактивной мощности с 32 равномерно распределенными в диапазоне регулирования ступенями управления, что обеспечивает высокую точность компенсации реактивной мощности сети. Используемый способ организации управления устройством характеризуется следующими преимуществами: -Синусоидальная форма генерируемого ПРРМ (полупроводниковый регулятор реактивной мощности) реактивного тока. -Отсутствие необходимости использования в составе ПРРМ гармонических фильтров, что способствует повышению надёжности, снижению массогабаритных характеристик устройств и снижению стоимости устройства в целом. -Высокое быстродействие регулирования реактивной мощности; -Возможность получения большого количества уровней регулируемой реактивной мощности при ограниченном количестве реактивных элементов в силовой схеме регулятора за счет организации различного включения реактивных элементов; -Отсутствие ограничений на количество и ресурс переключений уровней регулирования реактивной мощности; -Возможность реализации управляемого компенсатора с генерацией реактивной мощности емкостного характера без использования в его составе управляемых компенсационных реакторов; -Отсутствие бросков токов в силовом оборудовании компенсатора и электрической сети при изменении дискретных уровней регулирования реактивной мощности. Технический результат заключается в поддержке устройством современных стандартов протокола передачи данных (МЭК 60870-5-104 и МЭК 61850) и возможность его интеграции в состав современных цифровых подстанций нового поколения. Это позволяет осуществлять удаленный мониторинг, диагностику внутреннего оборудования ПРРМ и электрической сети, а также вести журнал событий и режимов работы с глубиной хранения информации более двух лет. Позволяет осуществлять управление режимами работы сетей из диспетчерских пунктов центров управления сетями (ДП ЦУС). Таким образом, устройство является интеллектуальным активным объектом в составе активно-адаптивных энергосистем.