本實用新型涉及電壓補償技術領域，尤其是涉及一種電壓補償系統、電壓補償裝置及其控制電路。
背景技術：
電能質量的重要性隨著國民經濟的快速發展而不斷增強，電能質量日益受到供電企業和電力用戶的極大關注和重視。目前，很多地區的中低壓線路供電半徑長、線徑小，比如：農網中絕大部分臺區的供電半徑在500米以上，供電半徑在1000米以上的為數也不少，導致線路末端電壓偏低、損耗大。實際使用中，隨著季節的不同，用電情況也不同，電力需求的季節性表現為以年為周期的循環變化。夏季和冬季需求大一些，一周中需求也有循環特性，周末由于工業活動的減少，需求量往往較低。電力需求每年都在穩步上升。在夏季和冬季時，農村電網電壓太低，線路上的電壓降比較大而導致末端電壓偏低，特別是負荷高峰時末端電壓偏低。
目前主要通過調壓機構可以對電網進行調壓，但調壓機構往往不能有效地采集電壓信號和電流信號，電壓信號采樣數據和電流信號采樣數據存在過多或過少的問題，采集數據過多則需要更高的數據處理速度和更多的數據存儲空間，采樣數據過少則存在調壓機構不能對壓降及時做出反應的問題。
技術實現要素：
有鑒于此，本實用新型的目的在于提供電壓補償系統、電壓補償裝置及其控制電路，以解決現有調壓技術中存在電壓信號采樣數據和電流信號采樣數據存在過多或過少技術問題。
第一方面，本實用新型實施例提供了一種電壓補償裝置的控制電路，包括MCU、采樣電路、定時電路、輸出電路和GPS電路；
采樣電路采集供電線路的電流信號和電壓信號，并將電流信號和電壓信號發送至MCU；
MCU根據電壓信號和電流信號通過輸出電路控制調壓機構動作；
通過定時電路設定采樣電路的采樣頻率，采樣頻率為多級并列式，且每一級采樣頻率至少包括兩種采樣頻率；
GPS電路為MCU提供時間信號。
結合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，還包括通信電路；
每一級采樣頻率至少包括正常采樣頻率和應急采樣頻率；
MCU通過通信電路接收異常氣象信息，并根據異常氣象信息啟用應急采樣頻率。
異常氣象信息，即氣溫的驟降或者驟升信息。在異常天氣下，用電量會在短時間內激增，電網末端容易出現電壓快速下降的情形，本實用新型實施例通過高于正常采樣頻率的應急采樣頻率進行應對。
結合第一方面的第一種可能的實施方式，本實用新型實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，該電壓補償裝置的控制電路還包括故障電路，故障電路采集調壓機構開關的拒動信號，并將拒動信號發送至MCU，MCU通過通信電路將拒動信號發送至上位機。上位機可以實時獲取調壓機構的工作運行情況。
結合第一方面的第二種可能的實施方式，本實用新型實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，拒動信號攜帶有GPS定位信息，GPS定位信息可以對調壓機構進行準確定位，便于工作人員進行查看、維修。
結合第一方面及其可能的實施方式，本實用新型實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，采樣頻率至少包括三級采樣頻率。
三級采樣頻率分別為適用于春秋的第一級采樣頻率、適用于夏天的第二級采樣頻率和適用于冬天的第三級采樣頻率，且每一級采樣頻率中工作日的白天和晚上不同，非工作日的白天和晚上也不同。
第二方面，本實用新型實施例還提供了一種電壓補償裝置，包括調壓機構以及如第一方面及其可能的實施方式所述的電壓補償裝置的控制電路，MCU通過輸出電路控制調壓機構動作。
本實用新型實施例所述的電壓補償裝置通過其控制電路根據實際情況采用不同的電流采樣頻率和電壓采樣頻率，并根據所述采集的電流信號采樣結果和電壓信號采樣結果控制調壓機構動作，使調壓機構快速準確地做出相應的動作，從而實現對供電網絡末端電壓進行調壓，滿足負載的用電需求。
結合第二方面，本實用新型實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，調壓機構包括調壓線圈、晶閘管和旁路開關；
調壓線圈的一次側串聯于供電線路中，調壓線圈的二次側設有若干抽頭，不同的抽頭對應不同的調壓幅度；
晶閘管通過輸出電路接收MCU的調壓信號，并根據調壓信號接通相應的抽頭；
旁路開關通過輸出電路接收MCU的旁路信號，并根據旁路信號動作。
結合第二方面及其可能的實施方式，本實用新型實施例提供了第二方面的第二種可能的實施方式，其中，該電壓補償裝置還包括電容補償機構，電容補償機構設有電容開關，MCU根據電流信號和電壓信號通過輸出電路控制電容開關動作。
第三方面，本實用新型實施例提供了一種電壓補償系統，包括上位機以及連接上位機的若干如第二方面及其可能的實施方式所述的電壓補償裝置。
將電壓補償裝置連接上位機，便于工作人員通過上位機實時監控多個電壓補償裝置，同時可以通過上位機向電壓補償裝置發布異常氣象信息，電壓補償裝置根據接收的異常氣象信息采用應急采樣頻率。
結合第三方面，本實用新型實施例提供了第三方面的第一種可能的實施方式，其中，電壓補償系統還包括移動終端，上位機將所接收到的拒動信號發送至移動終端。
本實用新型實施例帶來了以下有益效果：
本實用新型實施例提供的電壓補償裝置的控制電路通過采樣電路采集供電線路的電流信號和電壓信號，通過GPS電路為MCU提供準確的時間信號，通過定時電路設定采樣電路的采樣頻率，且采樣頻率為多級并列式，通過多級并列的設定方式可以設定不同月份、工作日與非工作日以及白天與晚上使用不同的采樣頻率時間，既能對供電線路的電壓變化做出及時反映，又節省了數據存儲空間，降低了對數據處理速度的要求。
本實用新型的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優點在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
為使本實用新型的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型實施例1提供的電壓補償裝置的控制電路的原理圖；
圖2為本實用新型實施例1提供的電壓補償裝置的控制電路、調壓機構與供電線路的連接圖；
圖3為本實用新型實施例2提供的電壓補償裝置原理圖；
圖4為本實用新型實施例3提供的電壓補償系統原理圖。
圖標：1-電壓補償裝置；11-控制電路；111-MCU；112-采樣電路；113-定時電路；114-輸出電路；115-GPS電路；116-通信電路；117-故障電路；12-調壓機構；13-電容補償機構；2-上位機；3-移動終端。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
目前的電壓補償存在電壓、電流采樣數據過多或過少的技術問題，基于此，本實用新型實施例提供的電壓補償系統、電壓補償裝置及其控制電路，通過在不同的時段設置不同的電壓采樣頻率和電流采樣頻率節省了數據的存儲空間，同時降低了對數據處理速度的要求。
為便于對本實用新型實施例進行理解，首先對本實用新型實施例所公開的一種電壓補償裝置的控制電路進行詳細介紹。
實施例1
如圖1所示，本實用新型實施例提供了一種電壓補償裝置的控制電路，包括MCU 111、采樣電路112、定時電路113、輸出電路114和GPS電路115；采樣電路112采集供電線路的電流信號和電壓信號，并將電流信號和電壓信號發送至MCU 111；MCU 111根據電流信號和電壓信號通過輸出電路114控制調壓機構12動作；通過定時電路113設定采樣電路112的采樣頻率，采樣頻率為多級并列式，且每一級采樣頻率至少包括兩種采樣頻率；GPS電路115為MCU 111提供時間信號。
通過GPS電路115為MCU 111提供準確的時間信號，通過定時電路113設定采樣電路112的采樣頻率，且采樣頻率為多級并列式，通過多級并列的設定方式可以為不同月份、工作日與非工作日以及白天與網上設定不同的采樣頻率，通過在不同的時段設置不同的電壓采樣頻率和電流采樣頻率節省了數據的存儲空間，同時降低了對數據處理速度的要求。
本實用新型實施例中采樣頻率至少包括三級并列采樣頻率，分別為適用于春秋的第一級采樣頻率、適用于夏天的第二級采樣頻率和適用于冬天的第三級采樣頻率，且每一級采樣頻率中工作日的白天和晚上不同，非工作日的白天和晚上也不同，因此可以根據用電情況配置不同的采樣頻率，在及時準確獲取電流、電壓采樣信號的同時，節省數據存儲空間以及降低控制電路對數據處理速度的要求。
作為本實用新型的另一種實施方式，電壓補償裝置的控制電路還包括通信電路116，每一級采樣頻率至少包括正常采樣頻率和應急采樣頻率，正常采樣頻率為一般氣象條件下的常用采樣頻率，若遇到異常天氣情況，MCU 111通過通信電路116接收統一發布的異常氣象信息，并根據異常氣象信息啟用應急采樣頻率。應急采樣頻率高于所在級別的最高采樣頻率，當MCU 111接收到異常氣象信息時，則啟動應急采樣頻率，從而可以對由于異常天氣帶來的短時間內的用電量激增做出快速準確的反應。
作為本實用新型的另一種實施方式，電壓補償裝置的控制電路還包括故障電路117，故障電路117采集調壓機構12開關的拒動信號，并將拒動信號發送至MCU 111，MCU 111通過通信電路116將拒動信號發送至上位機2，本實施方式中的拒動信號優選攜帶有GPS定位信息，可以實現對電壓補償裝置進行準確定位。
實施例2
如圖3所示，本實用新型實施例提供了一種電壓補償裝置，包括調壓機構12以及實施例1所述的電壓補償裝置的控制電路，MCU 111通過輸出電路114控制調壓機構12動作。
本實用新型實施例所述的電壓補償裝置通過其控制電路根據實際情況采用不同的電流采樣頻率和電壓采樣頻率，并根據電流信號采樣結果和電壓信號采樣結果控制調壓機構12動作，使調壓機構12快速準確地做出相應的動作，從而實現對供電網絡末端電壓進行調壓，滿足負載的用電需求。
如圖2所示，本實用新型實施例中的調壓機構包括調壓線圈TB、晶閘管VT和旁路開關QF；調壓線圈TB的一次側串聯于供電線路中，調壓線圈TB的二次側設有若干抽頭，不同的抽頭對應不同的調壓幅度；電流互感器CT采集調壓機構輸入端的電流信號，電壓互感器U1采集調壓機構輸入端的電壓信號，電壓互感器U2采集調壓機構輸出端的電壓信號，控制電路11根據調壓機構輸入端的電壓信號判斷是否需要對供電線路進行調壓，當供電線路需要調壓時，控制電路11控制晶閘管VT連通相應的抽頭調整供電線路的電壓；當供電線路進行調壓時，控制電路11控制旁路開關QF連通旁路。
作為本實用新型實施例的另一種實施方式，電壓補償裝置還包括電容補償機構，電容補償機構設有電容開關K，控制電路11根據所采集的電流信號和電壓信號判斷供電線路是否需要進行電容補償，當供電線路需要進行電容補償時，MCU通過輸出電路控制開關K閉合，將電容補償機構接入供電線路，對供電線路進行電容補償，當供電線路不需要進行電容補償時，MCU通過輸出電路控制開關K分離，使電容補償機構脫離供電線路。
本實用新型實施例提供的電壓補償裝置，與上述實施例提供的電壓補償裝置的控制電路具有相同的技術特征，所以也能解決相同的技術問題，達到相同的技術效果。
實施例3
如圖4所示，本實用新型實施例提供了一種電壓補償系統，包括上位機2以及連接上位機2的若干如實施例2所述的電壓補償裝置1。
將電壓補償裝置1連接上位機2，便于工作人員通過上位機2實時監控多個電壓補償裝置1，同時可以通過上位機2向電壓補償裝置1發布異常氣象信息，電壓補償裝置1根據接收的異常氣象信息采用應急采樣頻率。
作為本實用新型實施例的另一種實施方式，電壓補償系統還包括移動終端3，上位機2將所接收到的拒動信號發送至移動終端3。工作人員既可以通過上位機2獲取電壓補償裝置1的故障信息，也可以通過移動終端3隨時隨地獲取電壓補償裝置1的故障信息，通過多種途徑進行故障信息的發布，確保工作人員及時獲取電壓補償裝置1的故障信息，并及時采取相應措施。
本實用新型實施例提供的電壓補償系統，與上述實施例提供的電壓補償裝置1具有相同的技術特征，所以也能解決相同的技術問題，達到相同的技術效果。
所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統和裝置的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。
另外，在本實用新型實施例的描述中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
最后應說明的是：以上所述實施例，僅為本實用新型的具體實施方式，用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制，本實用新型的保護范圍并不局限于此，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改或可輕易想到變化，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改、變化或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本實用新型實施例技術方案的精神和范圍，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。