【正文】 se menu LCD. Interface displaying system39。s capability by the reactive power pensation, the control method and principle of reactive power pensation device and the hardware design of the device. The device39。最后 ，還介紹了電網(wǎng)諧波對補償裝置的影響，以及裝置在電網(wǎng)諧波含量超標時采取的 保護措施。為了實現(xiàn)裝置應具有的功能，本文設計并制作了較為完整的控制電路及其外圍設備的硬件電路。 在系統(tǒng) 軟件 上 采用晶閘管控制投切電容器，全數(shù)字化控制，全中文液晶顯示界面實 時顯示系統(tǒng)運行狀況，完全實現(xiàn)了電容器的快速，無弧，無沖擊投切 。 作者簽名： 日 期： 目 錄 摘 要 .............................................................. 1 Abstract ........................................................... 2 第一章 緒 論 ...................................................... 3 無功補償?shù)囊饬x .............................................. 3 無功功率的分布對電壓有決定性的影響 ..................... 3 無功功率在線路中的傳輸引起的損耗 ....................... 3 負荷無功功率對系統(tǒng)電壓的影響 ........................... 4 無功補償原理 ................................................ 4 無功補償裝置的發(fā)展現(xiàn)狀 ...................................... 5 無功補償裝置的發(fā)展 ..................................... 5 當前無功補償裝置分類 ................................... 6 低壓無功補償?shù)母倪M .......................................... 8 無功補償裝置的選擇 .......................................... 8 第二章 動態(tài)無功無償控制器的硬件設計 ............................... 10 引言 ....................................................... 10 設計 任務 ................................................... 10 主電路設計 ................................................. 12 主控制器芯片的選取 ......................................... 12 模擬信號輸入處理單元 ....................................... 14 LF2407DSP 系統(tǒng)模塊 ......................................... 17 執(zhí)行單元 ................................................... 20 顯示及通訊電路設計 ......................................... 21 第三章 動態(tài)無功補償控制器的軟件設計 ............................... 23 主程序 ..................................................... 23 電容器投切原則 ............................................. 24 中斷程序 ................................................... 25 串行實時時鐘電路讀寫程序 ................................... 26 第四章 總結與展望 ................................................. 28 致 謝 ............................................................ 29 參考文獻 .......................................................... 30 附錄 .............................................................. 31 1 摘 要 本文主要研究了無功補償對電網(wǎng)性能的改善，無功補償裝置的控制方式及原理，和控制器的硬件設計。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 畢業(yè)設計（論文） 動態(tài)無功補償控制器的研究 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績热荨?在 系統(tǒng)硬件上 為了滿足 比傳統(tǒng)的單片機控 制運算速度高，實時性好的特點 ， 采用了 16 位定點 DSPTMS320LF2407 作為主 控制 器 。在投切原則上，與常見的功率因數(shù)控制方案相比較，采用無功功率控制，避免了輕載振蕩。它們包括觸發(fā)電路、采樣電路、顯示電路及通訊電路等 。 [關鍵詞 ] 無功補償 電力監(jiān)測 數(shù)字信號處理器 2 Abstract The paper mainly includes the followed parts: the ameliorating of the 39。s hardware core is the 16bit fix point DSPTMS320LF2407 produced by TI corp ,which has many merits such as high operating speed and high realtime. The device39。s runtime Status momentarily. It actualizes the capacitor39。s required function, this paper designs and realizes paratively integrate microputer controlled circuit and its peripherals circuit, including triggering circuit, sampling circuit, displaying circuit and municating circuit. At last, also points out the influence of harmonics to the pensation system, and the protect measurement in the condition of high harmonics on the power . [Keywords] reactive power pensation monitor of electric power wire digital signal processor (DSP) 3 第一章 緒 論 無功補償?shù)囊饬x 電壓是衡量電能質量的一個重要指標。因此，必須對系統(tǒng)各節(jié)點進行監(jiān)視和控制，使電壓水平維持在一個正常范圍內。因此迫切需要對系統(tǒng)的無功功率進行補償。 節(jié)點電壓的關系為： UjUUU QRPXjU QXPRUU jjiji ?????????? .. (11) 在超高壓電力系統(tǒng)中，線路電抗遠大于線路電阻，因而上式可寫成 jjji UPXjUQXUU ??? .. (12) 電壓 iU. 還可以寫成 ： ?? s inc o s. iii jUUU ?? (13) 式中δ為線路兩端電壓的相位角差 。節(jié)點電壓有效值的變化，也將使流經(jīng)線路的無功功率隨之發(fā)生變化。而且從上式可以看出，如果從遠處電 源經(jīng)輸電線路向負荷提供無功功率，會使沿線路各點電壓下降，甚至不能滿足質量要求。可見減少 線路無功 4 功率的傳輸可以減少線路的無功功率損耗。當輸送的有功功率一定時，總的有功網(wǎng)損主要取決于輸送的無功功率的數(shù) 值 [2]。 無功補償原理 配電網(wǎng)中負荷無論是工業(yè)負荷還是民用負荷 ,大部分是感性負荷。電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器補償裝置后 , 可以減少電源向感性負荷經(jīng)由輸電線路輸送的無功功率。電網(wǎng)中感性負荷等效電路可看作電阻 R 和電感 L 串聯(lián)的電路 , 功率因數(shù) cos Φ =22 XRR? 式中 XL=WL 將 R、 L串聯(lián)電路與電容 C并聯(lián)之后 , 電路見圖 1 a, 該電路電流方程為 :?I = ?cI + ?RLI RLRLI ??I?UC?CI ?CI ?U?IRL? a) （ 補償電路 ） b) 相量圖 (欠補償 ) RLI??U?CI ?I c) 相量圖 (過補償 ) 圖 11 并聯(lián)電容補償無功功率的電路和向量圖 由圖 1 b 的相量圖可知 , 并聯(lián)電容后 , 電壓 ?U 與 ?I 的相位差變小 , 即供電回 5 路的功率因數(shù)提高了。 若電容 C 的容量過大 , 使供電電流的相位超前于電壓 , 這種情況稱為過補償 , 其向量圖如 1 c所示。 電容器溫升 高 , 電容器本身的功率損耗增大 , 電容器使用壽命縮短 。故此種情況應避免。圖 12 中， M 代表需要滯后無功功率的用電設備， 和 C 是用于向 M 提供無功的無功補償裝置。為減少電網(wǎng)中的無功水平，我們將 閉合，用 C中的超前電流補償 M中的滯后電流，完成無功補償任務。因此，它適用于無功變化不大的場合。由于并聯(lián)電容器阻抗固定，不能動態(tài)的跟蹤負荷無功功率的變化：而調相機和同步發(fā)電機等補償設備又屬于旋轉設備，其損耗、噪聲都很大，而且還不適用于太大或太小的無功補償。 20 世紀 70 年代以來，隨著研究的進一步加深出現(xiàn)了一種靜止無功補償技術 (Static Var Compensation)。所謂靜止無功補償是指用不同的 靜止開關電容器或電抗器，使其具有吸收和發(fā)出無功電流的能力，用于提高電力系統(tǒng)的功率因數(shù)，穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，抑制系統(tǒng)振蕩等功 能 [4]。 無論是圖 12 電路還是圖 13電路，電容器組的投切都是靠開關 (i=1,2,3,? ,n)來完成的，目前這種靜止開關主要分為兩種，即斷路器或電力電子開關。因此，采用斷路器作為開關的靜止無功補償裝置也只適合于負荷變化不大，即相對穩(wěn)定的情況。 當前無功補償裝置分類 隨著電力電子技術的發(fā)展及其在電力系統(tǒng)中的應用，交流無觸點開關 SCR 、 GTR、 GTO等的出現(xiàn)，將其作為投切開關速度可以提高 500 倍 (約為 10μ s)，對任何系統(tǒng)參數(shù)，無功補償都可以在一個周波內完成，而且可以進行單向調 節(jié) [6]。 以下對此三類無功補償技術逐一介紹。具有自飽和電抗器的無功補償裝置是依靠電抗器自身固有的能力來穩(wěn)定電壓，它利用鐵心的飽和特性來控制發(fā)出或吸收無功功率的大 小 [8]。這類裝置組成的無功補償裝置屬于第一批補償 器 [9]。