智能低壓無功補償系統(tǒng).pdf

1、近年來城鄉(xiāng)電網(wǎng)中使用感性負荷越來越多，無功補償技術(shù)在各個低壓配電網(wǎng)的公用配變中越來越得到廣泛應(yīng)用。但當(dāng)前的無功補償設(shè)備存在一些缺點，研制小型化、模塊化、智能化、保護功能齊全、可靠性高的無功補償設(shè)備，對于城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和改造具有重要意義。
　　論文分析了無功補償裝置在實際應(yīng)用中的缺點和不足，通過無功補償原理對各種補償方式進行分析比較，研究其各自特點和優(yōu)劣，設(shè)計了一個用于380V低壓電網(wǎng)的智能無功補償系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠精確地采集并計算得到

2、電網(wǎng)參數(shù)值，計算出需要投切多少容量的電容器，并且在電壓電流過零點利用晶閘管復(fù)合開關(guān)投切電容器，補償電網(wǎng)中消耗的無功功率，提高電網(wǎng)質(zhì)量。
　　論文給出了智能低壓無功補償系統(tǒng)的標準架構(gòu)和簡化架構(gòu)。標準架構(gòu)由無功補償控制器和智能補償電容器綜合模塊兩部分組成，無功補償控制器根據(jù)采集及計算得到精確電網(wǎng)參數(shù)，向智能補償電容器綜合模塊傳遞投切電容器的指令；智能補償電容器綜合模塊根據(jù)得到的指令投切電容器，適用于電網(wǎng)參數(shù)采集精度要求高、頻繁投切電容

3、器的電網(wǎng)段。簡化架構(gòu)僅通過多臺智能補償電容器綜合模塊的配合使用構(gòu)成，其中一臺智能補償電容器綜合模塊當(dāng)作為主控制器，指令自身和其他智能補償電容器綜合模塊投切電容器，適用于網(wǎng)電參數(shù)采集精度要求不高、電網(wǎng)相對穩(wěn)定不會頻繁投切電容器的電網(wǎng)段。
　　論文設(shè)計了以主控芯片STM32F103TRC6和計量芯片ADE7878為核心的無功補償控制器硬件結(jié)構(gòu)，完成了電流電壓采樣、溫度檢測、液晶顯示和按鍵處理、數(shù)據(jù)儲存、RS485通信等硬件組成模塊的電

4、路設(shè)計。論文設(shè)計了無功補償控制器的嵌入式軟件流程，完成了電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和計算、溫度采集、液晶顯示和按鍵處理、自動投切邏輯、報警、RS485通信等軟件模塊的程序設(shè)計。該無功補償控制器能夠?qū)崟r采集并計算電網(wǎng)參數(shù)，采用循環(huán)投切或優(yōu)化投切方式的自動投切邏輯，計算出所需投切的補償電容，通過RS485向智能補償電容器綜合模塊傳遞投切電容器的指令。
　　論文設(shè)計了智能補償電容器綜合模塊的硬件結(jié)構(gòu)，完成了電壓電流采樣、數(shù)碼管顯示和按鍵掃描、過零檢測

5、和復(fù)合開關(guān)投切等硬件組成模塊的電路設(shè)計。論文設(shè)計了智能補償電容器綜合模塊嵌入式軟件流程，完成了功率因數(shù)等電網(wǎng)參數(shù)計算和復(fù)合開關(guān)控制等主要軟件模塊的程序設(shè)計。該智能補償電容器綜合模塊能夠與無功補償控制器保持實時通信，接收投切電容器指令，合理控制復(fù)合開關(guān)在電壓電流過零點投切電容器，投入電容器時達到無涌流、無沖擊電壓、無高頻振蕩的效果，并具有電容器切除后再投入的放電延時功能。同時該智能補償電容器綜合模塊本身也能作為主控制器使用，采集并計算得到

6、電網(wǎng)參數(shù)值，采用循環(huán)投切或優(yōu)化投切方式的自動投切邏輯，計算出需要投入多少容量的電容器，控制自身的復(fù)合開關(guān)和指令其他智能補償電容器綜合模塊投切電容器。
　　針對優(yōu)化投切方式自動投切邏輯需要線下計算獲得電容器投切查詢表，論文設(shè)計了無功補償模糊控制算法并在MATLAB中實現(xiàn)，獲得了電容器投切查詢表。MATLAB仿真表明，采用電容器投切查詢表的自動投切邏輯獲得所需投切的電容器，可以獲得比較良好的補償效果。
　　論文搭建實驗室測試環(huán)境