【正文】 寬度是四分之一個周期。方案二：利用AD0809測量方案。該方案實用性和可靠性強，能夠簡單的實現(xiàn)功率因數(shù)測量，同時便于安裝。方案一：利用單片機外部中斷測量。還有供電行業(yè)的運行效益主要是被線路損耗的大小所影響著。⑶還可以降低線路損耗，由公式得出前后的功率因數(shù)，為補償前的系統(tǒng)的原有功率因數(shù)，而為補償后的系統(tǒng)功率。⑴補償無功功率，可以增加電網(wǎng)中有功功率的比例常數(shù)。所以在電路中可以使電感和電容的電流相互抵消，使電壓和電流的矢量之間的夾角縮小，要實現(xiàn)這些就可以在電路中安裝一些電容元件進行投切到電網(wǎng)中。 無功功率裝置原理 電網(wǎng)的輸出功率由兩部分組成；一個是有功功率,一個是無功功率。該系統(tǒng)的技術(shù)指標為：1） 該電路能實現(xiàn)電網(wǎng)電壓電流測量；2） 該電路能實現(xiàn)無功功率因數(shù)檢測，電容組自動投切功能；3） 該電路要求有友好的人機交互界面，能方便顯示當前電路的電壓電流值，以及當前的無功功率因數(shù)值，以及需要補償電容值和實際補償電容值。最后，對文章進行了總結(jié)與展望2 系統(tǒng)方案總體設計 系統(tǒng)需求分析 根據(jù)任務書要求：本文要設計出一套基于單片機的無功功率補償裝置。第四部分，完成系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)設計。第二部分，分析基于單片機無功功率補償?shù)脑恚λ每刂破餍酒M行介紹。（7）完成該電路的系統(tǒng)仿真已驗證所設計產(chǎn)品是否滿足以上要求 論文的內(nèi)容和論文的結(jié)構(gòu)安排1）通過任務要求分析，本文主要完成如下幾個設計內(nèi)容：A 設計出基于電壓電流互感器的功率因數(shù)測量電路；B 設計出信號調(diào)理電路以及AD轉(zhuǎn)換電路；C 設計出電容組投切控制電路以及控制電路；D 設計出人機交互電路；E 設計出滿足整個任務要求的系統(tǒng)的軟件開發(fā)；F 設計出基于PROTUSE的控制系統(tǒng)仿真電路。最后，通過系統(tǒng)仿真測試系統(tǒng)的使用性。其中控制系統(tǒng)采用STC89C52作為核心控制器。 本設計的要求 本次設計所需要做的工作是：在無功功率補償裝置要求和電網(wǎng)（220,100A）情況下，設計了基于51單片機的無功功率補償裝置。無功補償控制器己由基于SCR的靜止無功補償器（Static Var CompensatorSVC）、晶閘管控制串聯(lián)電容補償器（Thyristor Controlled Series CompensatorTCSC）發(fā)展到基于GTO的靜止無功發(fā)生器（Static Var GeneratorSVG）、靜止同步串聯(lián)補償器（StaticSynchoronous Series CompensatorSSSC）。但并聯(lián)電容器就簡單多了，它的經(jīng)濟性、靈活性、方便性都是不錯的,唯一的有點不好的地方是它的阻抗是一定的,不能夠按照負載無功功率需求變化,也就是說無法實現(xiàn)動態(tài)無功功率補償。在實際的工作中，如果我們需要一些大小不同的感性或者容性的無功功率的時候，我們可以通過這個同步電動機的勵磁來調(diào)節(jié)，這個調(diào)節(jié)并不難，只要讓它工作在欠勵磁或者過勵磁的狀態(tài)就可以了。 很多人都知道以前的無功功率補償裝置為并聯(lián)電容器和同步調(diào)相機。 電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡元件的阻抗元件主要是電感性的，因為電感性的本身特性，所以，為了提供有效的有功功率，就會需要傳輸端和電氣終端的電壓有一個相位差，它可以實現(xiàn)在較寬的范圍里面，為了提供無功功率，則需要它們兩端的電壓有1個幅值差，但是這只可以實現(xiàn)在一個非常窄的范圍里面。接下來就使功率因數(shù)降低,系統(tǒng)的電壓下降。但是大多數(shù)電力電子裝置在運行的時候的功率因數(shù)都比較低、他們消耗大部分了的無功功率，并且這些功率在電力系統(tǒng)占了很大的比例。 選題背景 隨著持續(xù)增長的中國國民經(jīng)濟GDP(中國人民生產(chǎn)總值),在這個過程中，我國的電力工業(yè)取得了很大的進步，這個進步在平常的生活中是顯而易注的。針對于現(xiàn)有裝置的缺點，本文介紹的基于單片機的的無功功率補償裝置克服了以上缺點，具有準確度高，能迅速投切，符合需要的經(jīng)濟的優(yōu)點。 STC89C52 目 錄1. 引言 1 選題背景 1 本設計的要求 2 論文的內(nèi)容和論文的結(jié)構(gòu)安排 32 系統(tǒng)方案總體設計 4 系統(tǒng)需求分析 4 無功功率裝置原理 4 4 系統(tǒng)方案選擇 5 5 6 系統(tǒng)總體設計 7 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)組成 7 系統(tǒng)原理 73 系統(tǒng)硬件電路設計 9 功率因數(shù)測量電路 9 功率因數(shù)測量原理 9 基于單片機的測量原理分析 9 基于單片機的無功功率因數(shù)測量電路設計 10 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設計 12 單片機控制單元設計 14 單片機的介紹 14 中斷系統(tǒng) 16 定時器 16 顯示部分 17 控制系統(tǒng)電路設計 17 存儲電路設計 19 19 電容投切原理 19 20 214 系統(tǒng)軟件設計 23 軟件開發(fā)環(huán)境介紹 23 C語言介紹 23 軟件總體設計 23 23 25 電容投切程序設計 265 系統(tǒng)建模與仿真結(jié)果分析 28 系統(tǒng)仿真環(huán)境介紹 28 系統(tǒng)建模 28 系統(tǒng)仿真結(jié)果分析 30結(jié)束語 33文參考獻 34附錄 37附錄1:原理圖 37附錄2：系統(tǒng)仿真圖 38附錄3：程序代碼清單 39 1. 引言 本章介紹了本研究課題的背景及意義，闡述了其發(fā)展狀況。 Power Factor。本裝置可實現(xiàn)功率因素從很低到，而且能讓電容自動投切進電路，并且能顯示補償后的功率因素和補償前的，和線路電流電壓。主要采用ST89C52單片機進行自動控制。在電力系統(tǒng)本身來說,如果需要保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和它的經(jīng)濟性，那么保證無功補償?shù)姆€(wěn)定就是一定的，在正常的來說，當運行正常的時候，如果它的無功功率不能被其他的裝置維持的話，那么電網(wǎng)中就需要提供大量的無功功率，這就會引起電壓的降低或者線損的增加，所以，不管是需要維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定還是我們想要的低成本，在電網(wǎng)中，我們都要加裝一些裝置，用來補償無功功率。摘 要眾所周知的，在現(xiàn)在的電力網(wǎng)中，因為現(xiàn)在的低壓電網(wǎng)里面的大多數(shù)電力設施都是感性的負載，由于它的特性，所以普遍存在著功率因素較低，在電網(wǎng)中消耗的線路損耗較大，造成電力能量比較差，所以，在實際中，無功補償很完美的運用在各行各業(yè)。但一些老的的做補償裝置的準確度低，容易對電網(wǎng)產(chǎn)生震蕩等等缺點，所以比較難在實際中實現(xiàn)。 針對這種情況，本課題設計了一種全自動無功補償裝置。系統(tǒng)對電網(wǎng)電壓和電流進行采樣、計算，從而獲得COS∮和有功功率。關(guān)鍵字：無功補償 ST89C52單片機 功率因素 自動控制AbstractAs we all know,In the industrial production process,Classification and statistical work of different goods and modities in the pipeline is a daunting in the process of packing shipment of the era of manual will cost a lot of manpower. A fully automatic reactive power pensation devices. This device is in the previous inspection manual or electromagnetic reactive power pensation devices based on selfdesigned by the author, mainly using AT89C51 singlechip microprocessor as the realization of automatic to the power grid voltage and current sampling, puting, to gain COS ∮ and active. The device can be realized from the power factor COS ∮ = pensation to the COS ∮ = , power factor and can ensure that changes in the automatic switching to realtime shows that the current power factor, current and active, and can achieve the manual and automatic control. The system hardware circuit structure is simple, including laser sensor module, shaping circuit module, control unit module, humanputer interaction module, and digital camera interface circuit module. The control unit uses STC89C52 as the core controller. Humanputer interaction module includes a separate keyboard and LCD1602 LCD display circuit. Through the test of this design fully meet the requirements of the design requirement.Keywords: Reactive power pensation。 Automatic control。目前市面上傳統(tǒng)的無功補償裝置大多數(shù)是手動投切，體積大，精度低，不能合理的實現(xiàn)武功補償，易產(chǎn)生震蕩。在本章中還詳細介紹了本課題的任務要求以及論文結(jié)構(gòu)的安排。并且電網(wǎng)的無功功率補償問題也逐漸吸引了廣泛的關(guān)注,特別是我國的電力行業(yè)，這是由于電力技術(shù)和各種電力電子裝置的快速發(fā)展，并且它們在電力系統(tǒng)、生產(chǎn)業(yè)、服務業(yè)及家庭中的運用越來越普遍，因為這些技術(shù)和裝置讓這些過程越來越簡單。而且消耗無功功率的增加將會使電流和當前的設備及線路損耗也一起增加,從而會失去大量的有功能量。無功補償如果不能進行就地補償,負荷要消耗的無功功率都靠其他設備遠距離的供給，那么就會讓發(fā)電等一些設施不會完全有效的工作,惡化了電網(wǎng)供電質(zhì)量,在嚴重的情況下可能會導致系統(tǒng)電壓完全的崩潰,造成了大面積停電的情況。并且不止大多數(shù)的元件需要消耗無功功率，大多數(shù)的負載同樣也需要消耗無功功率，因此，最大的不合理的地方就是這么多的無功功率如果都讓發(fā)電設備供給并讓它長距離的輸送，而且通常這種情況也不大可能。而同步調(diào)相機的原理可以認為是產(chǎn)生無功功率的同步電動機。所以同步調(diào)相機是個不錯的工具，但是同步調(diào)相機屬于旋轉(zhuǎn)類的設備,它的噪音和損耗在運行中都是比較大的,并且運行和維護復雜,而且反應慢,很難滿足要求的快速動態(tài)補償。 隨著電力電子器件快速的發(fā)展，無功補償控制器在也在某種意義上體現(xiàn)了不同的發(fā)展階段。 針對以上背景，以及現(xiàn)有產(chǎn)品的一些缺陷，本文提出一種新型簡單的技術(shù)方案以實現(xiàn)基于51單片機無功功率補償裝置，以51單片機為主控芯片，控制繼電器組控制補償電容的大小，然后通過功率因數(shù)檢測電路，電壓電流檢測模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，液晶顯示電路，鍵盤控制電路，數(shù)據(jù)儲存電路構(gòu)成的補償裝置，實現(xiàn)電網(wǎng)的功率因數(shù)補償，這種補償具有簡單，靈活，不容易引起電網(wǎng)的震蕩。本系統(tǒng)的硬件設計內(nèi)容包括：功率因數(shù)檢測電路，電容自動投切電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，控制電路單元和人機交互單元的設計六個部分。軟件系統(tǒng)包括人機交互界面設計以及功率因數(shù)檢測，電容投切等設計三大部分程序設計。本設計的詳細任務要求是：（1）了解51單片機的特點，使用方法以及相關(guān)應用系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)；（2）掌握無功補償裝置的工作原理；（3）設計出基于單片機的無功功率補償電路，設計出裝置的總體方案；（4）該電路能實現(xiàn)對電路的功率因數(shù)檢測，控制電容組投切功能；（5）該電路能實現(xiàn)對電路的電壓電流測量，測量數(shù)據(jù)存儲功能（6）該電路要求有友好的人機交互界面，能方便顯示當前電路的電壓電流值，以及當前的無功功率因數(shù)值，以及需要補償電容值和實際補償電容值。2） 論文結(jié)構(gòu)安排如下：第一部分，介紹本設計的背景，分析無功功率補償裝置電路背景及實用意義，同時闡明本文的機構(gòu)安排。第三部分，完成整個系統(tǒng)的硬件電路設計。第五部分，完成本設計的系統(tǒng)調(diào)試，并分析解決調(diào)試中遇到的問題。并完成對系統(tǒng)電路的仿真。通過建模仿真驗證該系統(tǒng)的可靠性和實用性。在同一個電路里面，電容和電感中的電流矢量的方向是完全相反的，基本是一個向東一個向西。無功補償?shù)氖马椃绞绞?，將感性元器件電感和容性元器件電容并?lián)在一起，使他們之間的能量進行互換，可以使他們之間的能量相互補充。⑵可以減少設計發(fā)電機的運行中需要的最大容量，并且消減制作的成本，當功率因數(shù)從低向高增加的時候，如果要節(jié)約設計中的設備容量，只要裝設容性的器件就可以了，相反的，增加了發(fā)供電的容量。則：，所以只要將功率因數(shù)提升后，不止能減少容量大小的設計，減少了花費，在同時還能減少它的線路損耗，這樣就可以提高電網(wǎng)中發(fā)電設備對負荷輸送的有功功率比例。所以，考核運行效益的其中一個重要指標就是功率因素，那么，無功補償?shù)挠媱澓瓦M行在當前情