【正文】 .................................. 5 概述 ............................................................. 5 電網(wǎng)參數(shù)測量算法研究 ............................................. 5 無功補償原理 ..................................................... 6 無功補償控制量的選擇 ............................................. 9 第 三 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 ................................................... 12 電子式無功功率自動補償控制器 .................................... 12 檢測功率因素值的檢測單元 ................................... 12 無功功率單元與電平比較單元 ................................. 14 投切控制部分 ............................................... 14 過壓保護部分 ............................................... 14 存在的主要問題 ............................................. 14 PLC 選型及模擬量擴展模塊的 選擇 設(shè)計 ................................ 14 自動投切程序設(shè)計 .................................................. 19 實時自動投切流程 ........................................... 19 手動投切自動流程 ........................................... 19 自動切換程序流程 ........................................... 20 投切方式的選擇原則 ............................................... 21 第 四 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ................................................... 22 系統(tǒng)軟件綜述 .................................................... 22 信號采集模塊 .................................................... 24 顯示處理模塊 .................................................... 24 保護模塊 ........................................................ 26 第 五 章 實驗與總結(jié) ..................................................... 27 實驗原理 ........................................................ 27 主要功能 ........................................................ 27 應(yīng)用領(lǐng)域 ........................................................ 28 SVG 技術(shù)優(yōu)勢 ..................................................... 30 總結(jié)與展望 ...................................................... 31 致 謝 ................................................................. 33 參考文獻 ................................................................. 34 第一章 緒論 1 第 一 章 緒論 近年來，隨著我國國民經(jīng)濟的不斷增長， 我國的電力工業(yè)也有了 迅猛 發(fā)展。 SVG 首先通過充電電阻對直流側(cè)電容充電至預(yù)定值 , 之后充電接觸器閉合以短接充電電阻 , 充電過程結(jié)束 , 補償裝置并入電網(wǎng)開始工作；并網(wǎng)一段時后 , 將固定電容器投入 , 主控制器根據(jù)母線側(cè)電壓、電流信號計算得出需補償?shù)臒o功電流 , 并生成逆變器所需的 IGBT 驅(qū)動信號 , 控制逆變器產(chǎn)生與無功電流幅值相 等、相位相反的補償電流 , 從而實現(xiàn)補償無功的目的。在 10KV 系統(tǒng)應(yīng)用時 , 每相連接多個兩電平逆變器模塊。 本文介紹的無功補償裝置 整個系統(tǒng)利用 PLC技術(shù)、 IGBT技術(shù)、鏈式逆變器技術(shù)等來完成。 （保密的 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 在解密后適用本授權(quán)說明） 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 作者簽名： 指導(dǎo)教師 簽名： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 摘 要 近年來，隨著電力電子技術(shù)的 快速 發(fā)展，非線性負載的沖擊性和不平衡性使電網(wǎng)的無功損耗增加，而電網(wǎng)中無功功率的傳輸會造成 無功 損耗以及用 電端電壓下降，大量的無功功率在電網(wǎng)中的傳輸使電能利用率大大降低且嚴重影響供電質(zhì)量。 同意學校保留并向有關(guān)管理部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。天津城市建設(shè)學院 本科 畢業(yè)論文 基于 PLC的 10KV動態(tài)無功補償控制系統(tǒng) (SVG) Based on PLC 10 KV dynamic reactive pensation control system(SVG) 獨創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 是本人在 指導(dǎo)教師 指導(dǎo)下進行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以 引用 標注之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果， 沒有偽造數(shù)據(jù)的行為 。 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 作者簽名： 簽字日期： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 版權(quán)使用授權(quán)書 本 畢業(yè)設(shè)計（ 論文 ） 作者完全了解 學校 有關(guān)保留、使用論文的規(guī)定。本人授權(quán) 天津城市建設(shè)學院可以 將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本論文。因此在電網(wǎng)中裝設(shè)無功補償裝置成為滿足電網(wǎng)無功需求的必要手段。功率單元采用鏈式結(jié)構(gòu) , 多個 兩電平 H 橋電路串聯(lián)起來 , 以達到電壓疊加的目的。 SVG由連接電抗器、逆變器組成 , 每相電路通過 IGBT 變流模塊級聯(lián) , 經(jīng)過連接電抗器直接接入 10KV 電網(wǎng)。 關(guān)鍵詞： 無功補償 ； PLC； SVG； 電容 ； ABSTRACT In recent years, along with the power electronic technology development, the nonlinear load balance and the impact that the reactive power loss increases, and the power of reactive power transmission will lead to work loss and stepdown voltage, large Numbers of reactive power in the transmission grid to greatly reduce the energy utilization rate and the serious influence the quality of power supply. So in the power of reactive power pensation devices bee meet the demand of the reactive power necessary means. This paper introduces the whole system of reactive power pensation equipment use PLC technology, IGBT inverter technology, chain technology to plete. Power units used by the chain structure, multiple two level H bridge circuit series up, in order to achieve the purpose of voltage stack. In the 10 KV system application, each phase two level inverter connect to several modules. SVG by connection reactor, inverter ponents, each phase by IGBT module circuit converter cascade, after connection reactor connected directly 10 KV power grid. SVG first by charging resistance on dc side capacitance charges to a preset value after charging contactor closed with the short by charging resistance, charging process over, pensation device connection with power grid began to work。同時電力網(wǎng)中的無功問題也已 慢慢受到 人們的 高度重視 ，這是由于隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通及家庭中的應(yīng)用日益廣泛。無功功率增加會導(dǎo)致電流的增大，設(shè)備及線路的損耗增加，導(dǎo)致大量有功電能損耗。無功功率如果不能就地補償，用戶負荷所需要的無功功率全靠發(fā)、配電設(shè)備長距離提供，就會使配電、輸電和發(fā)電設(shè)施不能充分發(fā)揮作用，降低 發(fā)、輸電的能力，使電網(wǎng)的供電質(zhì)量惡化，嚴重時可能會使系統(tǒng)電壓崩潰，造成大面積停電事故。假設(shè)全國電力網(wǎng)負載總功率因數(shù)為 ，采用無功補償裝置將功率因數(shù)從 提高到 時，則每年可以降低線損約 240 億千瓦時 】【 15 。由于無功功率同有功功率 同等重要 ，是保證電能質(zhì)量不可 或缺 的一部分。 電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)元件的阻抗主要是 阻感 性的，因此， 在 輸送有功功率 時 ，就要求送電端和 用 電端的電壓有一相位差，這 很容易實現(xiàn) 。不僅大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)元件消耗無功功率，大多數(shù)負載 同樣也需要消耗無功功率。合理的方法應(yīng)是在需要消耗無功功率的地方產(chǎn)生無功功率，即 就地 無功補償。 (2)穩(wěn)定用 電端及電網(wǎng)的電壓，提高供電質(zhì)量。 (3)在電氣化鐵道 等 一些 三相負載不平衡的 系統(tǒng)中 ，通過適當?shù)臒o功補償可以平衡三相的有功及無功負 荷 。于變壓器二次側(cè)加裝電容可改善功率因數(shù)提高二次側(cè)電壓 。根據(jù)變壓器 10KV/6000V 負載的特點系統(tǒng)采用適合采用集中補償。 SVG 是利用可關(guān)斷大功率電力電子器件 (如 IGBT) 組成自換 相橋式電路 , 通過調(diào)節(jié)電路交流側(cè)輸出電壓的幅值和相位或者直接控制其交流側(cè)電流 , 使該電路吸收或者發(fā)出滿足要求的無功電流 , 實現(xiàn)動態(tài)無功補償?shù)哪康摹?據(jù) ABB 公司 2021 的統(tǒng)計，目前全世界 SVG的投運容量超過 32021Mvar，投運容量已超過 1500Mvar。飽和電抗器與同步調(diào)相機相比，具有靜止型的優(yōu)點，響應(yīng)速度快，但因其鐵心需磁化到飽和狀態(tài)，因而損耗和噪聲都很大，而且存在非線性電路的一些特殊問題，所以未能占據(jù)靜止無功補償裝置的主流。隨后，世界各大電氣公司都競相推出了各具特色的系列產(chǎn)品。因此， SVC 一般專指使用晶閘管的靜補裝置。按控制對象和控制方式不同，分別稱之為晶閘管控制電抗器(Thyristor Control Reaetor 一 TCR)，晶閘管投切電容器 (Thyristor Switch Capacitor一 TSC)以及這兩者的混合裝置 (TCR+TSC)， TCR 與固定電容器 (Fixed Cpaacotir 一 FC)配合使用的靜止無功補償器 (TCR+FC)和 TCR 與機械投切電容器 (Mechanically Switch Capacitor 一 MSC)配合使用的裝置 (TCR+MSC)。其分為電壓型橋式電路和電流型橋式電路兩種類型。