【正文】 I 摘要 無功功率是影響電壓穩(wěn)定的一個重要因素，它關系到整個電力系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定的運行。由于工業(yè)企業(yè)存在大量低功率因數(shù)、沖擊性負載，導致大量無功的產(chǎn)生 。同時，隨著電力電子技術的發(fā)展，在工業(yè)領域內(nèi)大功率的電力電子設備得到廣泛運用，然而，由于電力電子設備的非線性特性，運行時又會產(chǎn)生大量諧波，因此，如何將無功補償與諧波抑制同時進行考慮，是未來無功補償技術領域的重要研究課題之一。 本 設計 介紹了功率理論的發(fā)展，以及常用的無功補償方式的原理和特點，同時重點介紹了瞬時無功功率理論以及以此為基礎的 TSC 無功補償控制器。在硬件方 面，本文設計了基于LF2407A DSP 芯片的 TSC 控制器、控制器外圍電路及主電路三大模塊。在軟件方面，本文包括數(shù)據(jù)采集軟件、控制投切算法、觸發(fā)控制軟件三部分。其中著重介紹了無沖擊電流投入電容的設計思路，得出了一個好的電路。 軟件仿真和樣機實測結果表明，這種 TSC 裝置在提供動態(tài)無功功率補償和減小沖擊涌流方面具有優(yōu)良的性能。 關鍵詞 :晶閘管投切電容器 。數(shù)字信號處理器 :無功功率補償 。無沖擊涌流投入 II Abstract Reactive power is an important factor to the voltage stability, and it is also related to secure and steady operation of the power systems. Plenty of low power factor and fluctuant load in the industrial enterprises cause the generation of a large amount of var. With development of the electric and electronic technology large power electric and electronic devices which are nonlinear and generate a large amount of harmonic during the running are widely used in the industries. Therefore, how to bine reactive power pensation and harmonic suppressionis one of the important subjects in the future study of the reactive power pensation technology. In this paper, the development of power theory and reactive power pensation equipment are introduced, and the emphasis is on instantaneous power theory and the TSC Controller based on this theory. In this device, three modules are designed in this paper, including the TSC controller based on LF2407A DSP chip, the peripheral circuit and the main circuit. In terms of software, the da ta collection software, the calculation method of switch control and the trigger control software are discussed with focus on the design of the turn on without inrush current. The results of software emulation and measurement of model machine have indicated that this type of TSC provides superior performance of dynamic reactive power pensation .and decreasing inrush current. Key words: TSC。 DSP。 Reactive power pensation。 Turn on without inrush current III 目錄 摘要 .......................................................................................... I Abstract .................................................................................. II 第 1 章 緒論 ............................................................................. 1 問題的提出及研究意義 .............................. 1 問題的提出 ................................. 1 研究意義 .................................. 15 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ................................... 4 本文研究的目標 ................................... 5 第 2 章 無功補償?shù)淖饔眉肮ぷ髟? ......................................... 6 無功功率對電力系統(tǒng)的影響 .......................... 6 無功 功率補償?shù)脑? ............... 錯誤 !未定義書簽。 無功補償裝置 .................... 錯誤 !未定義書簽。 同步調(diào)相機 ................................. 1 并聯(lián)電容器 ................................. 1 靜止無功補償器 SVC ........................... 1 無功補償裝置的比較 ............... 錯誤 !未定義書簽。 第 3 章 無功補償容量和位置優(yōu)化的計算 .................................. 25 電力系統(tǒng)無功優(yōu)化與補償?shù)拿枋? ..................... 25 目標函數(shù) ................................... 1 約束條件 ................................... 1 確定最佳補償容量和位置的等面積法則 ............ 30 等面積法則 ................................. 1 等面積法則 求解過程 .......................... 1 基于等面積法則的無功優(yōu)化計算 ... 錯誤 !未定義書簽。 配電網(wǎng)線路參數(shù)的計算 ......................... 1 配電線路 長度和無功電流分布的折算 .............. 1 計算最佳補償位置 ............................ 1 計算最佳補償容量 ............................ 1 第 4 章 電網(wǎng)無功檢測與補償系統(tǒng)的硬 件設計 錯誤 !未定義書簽。 主控芯 片 TMS320LF2407A .......... 錯誤 !未定義書簽。 TMS320LF2407A 控制電路板設計 ...... 錯誤 !未定義書簽。 IV 外圍 電路的設計 ................. 錯誤 !未定義書簽。 ............................ 1 ....................... 1 A 相同步觸發(fā)電路 ............................ 1 負載電路選擇 ................... 錯誤 !未定義書簽。 輸入與輸出電路 ................. 錯誤 !未定義書簽。 第 5 章 電網(wǎng)無功檢測與補償系統(tǒng)的軟件設計 ......................... 43 結論 軟件系統(tǒng)設計思想 ........... 錯誤 !未定義書簽。 展望 主程序流程 ................. 錯誤 !未定義書簽。 結論 中斷子程序流程 ............. 錯誤 !未定義書簽。 展望 A 相正、余弦函數(shù)的產(chǎn)生 ..... 錯誤 !未定義書簽。 展望 控制投切算法設計 ........... 錯誤 !未定義書簽。 第 6 章 結論 ........................................................................... 43 致謝 ........................................................................................ 44 參考文獻 ................................................................................. 45 附錄 ............................................................. 錯誤 !未定義書簽。 1 第 1 章 緒論 問題的提出及研究意義 問 題的提出 隨著科學技術發(fā)展和人民生活水平的提高，各種類型用電設備得到了廣泛的應用，對電壓質量的要求也越來越高。但是，由于配電網(wǎng)結構、運行變化等原因，我國配電網(wǎng)損耗、電壓合格率等技術指標與發(fā)達國家相比有較大差距。由于電壓不合格等原因造成用戶電器燒毀的現(xiàn)象仍然存在，而網(wǎng)損過高使得生產(chǎn)的寶貴電能白白浪費，并且影響電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。 配電網(wǎng)網(wǎng)損率居高不下的原因是多種多樣的，其中負荷增長過快、配電網(wǎng)不合理是最主要的原因，而人們對 “ 無功 ” 的認識不如對有功的認識那樣深刻也是一個重要原因。在供電系統(tǒng)生產(chǎn)和運行中必須認識 到，如何用好有限的電力和生產(chǎn)電力是同等重要的。 在我國現(xiàn)有 l0kV 配電網(wǎng)中，并聯(lián)補償電容器是主要的無功補償設備，無功補償方式多為集中補償、分散補償和就地補償?shù)慕Y合。以前供電部門無功補償管理出發(fā)點主要放在用戶側，比較重視和注意補償用戶負荷的功率因數(shù)，而不是立足于降低整個電網(wǎng)的損耗。例如，為提高某電力用戶負荷的功率因數(shù)，則安裝或增設一臺補償裝置，這固然會對降損有所幫助，但是如果要實現(xiàn)科學、有效的降損，還需要通過計算無功潮流，確定電網(wǎng)各點的最優(yōu)補償量、補償方式，才能發(fā)揮無功補償?shù)淖畲笮б妗? 配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)簡稱配 電自動化，是對配電網(wǎng)設備進行遠方監(jiān)視、協(xié)調(diào)及控制的一個集成系統(tǒng)，它是近些年來發(fā)展起來的新技術領域，是現(xiàn)代計算機及通信技術在配電網(wǎng)監(jiān)視與控制上的應用。配電自動化是指利用現(xiàn)代電子技術、通信技術、計算機及網(wǎng)絡技術與電力設備相結合，將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測、保護、控制、計量和供電部門的工作管理有機地融合在一起，改進供電質量，與用戶建立更密切更負責的關系，以合理的價格滿足用戶要求的多樣性，力求供電經(jīng)濟性最好，企業(yè)管理更為有效。 2 按照系統(tǒng)的縱向結構，配電自動化可分為配電管理系統(tǒng) (DNIS 主站 )、變電站自動化、饋 電線路自動化、用戶自動化等四個層次的內(nèi)容。饋電線路自動化由于投資規(guī)模大，技術上最近才有較大的發(fā)展，是實現(xiàn)國家未來電力規(guī)劃的一項關鍵技術。饋線自動化主要完成饋電線路的監(jiān)測、控制、故障診斷、故障隔離和網(wǎng)絡重構。其主要功能有 ： 運行狀態(tài)監(jiān)測、遠方控制和就地自主控制、故障區(qū)隔離、負荷轉移及恢復供電、無功補償和調(diào)壓等。 電壓 /無功優(yōu)化控制是饋線自動化系統(tǒng)的一項基本功能，其內(nèi)容是指針對每一運行方式 (實時方式和研究方式 )調(diào)整無功電源、電容器和變壓器抽頭，在保持各母線電壓合格條件下盡可能降低網(wǎng)損。作為計劃它能完成一天 (或一周 )的電壓 /無功調(diào)度曲線，同時盡量減少電容器和斷路器的頻繁投切 ； 取實時網(wǎng)絡運行方式，提出解除電壓越限和降低網(wǎng)損方案，供調(diào)度員參考和進行實時電壓 /無功控制。饋線級分布電容的就地補償和變電站電壓無功的綜合優(yōu)化是用自動化來降低網(wǎng)損、改善供電質量和提高供電能力的有力措施。 研究 意義 現(xiàn)階段，我國正在進行大規(guī)模的配電網(wǎng)改造。部分地區(qū)城網(wǎng)改造己經(jīng)基本完成，農(nóng)網(wǎng)改造正在大規(guī)模的進行著。配網(wǎng)自動化項目、無功補償項目