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基于dsPIC的无功补偿网络控制系统的设计与开发

作　者: 胡苗
导　师: 戴瑜兴
学　校: 湖南大学
专　业: 电路与系统
关键词: 无功补偿网络控制系统 dsPIC CAN总线
分类号: TM761
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 296次
引　用: 2次
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内容摘要

无功补偿是提高电网功率因数和降低电网损耗的有效手段,但国内传统无功补偿以分立补偿控制器为主,不能对整个补偿系统进行整体监控管理,且运算能力不高,不能满足现代电力自动化要求。本文针对此现状设计和开发了一种基于dsPIC的无功补偿网络控制系统。(1)通过分析无功补偿的研究现状和发展趋势,指出传统无功补偿方法的局限性,阐述了dsPIC在无功补偿网络控制系统中的优势。(2)研究了无功补偿网络控制系统的相关技术基础:无功补偿的电压控制方式和无功功率控制方式等四种控制策略、FFT(快速傅立叶变换)采样和CAN总线应用,并给出了网络的总体设计结构,以及下位机节点和上位机平台的实现功能。(3)根据无功补偿网络控制系统下位机实现的功能,设计了下位机节点的硬件和软件,给出了下位机的信号检测和处理模块、CAN通信模块、复合开关输出等模块的硬件设计结构,以及下位机软件流程图,并重点研究了采用无功功率和电压相结合的改进投切控制策略,同时指出在使用中,根据不同潮流分布优化选择不同的下位机补偿节点位置。(4)结合无功补偿上位监控系统功能实现的要求,设计了上位监控系统的各个组成结构,包括人机界面、遥测和遥控通信模块、SQLServer2000数据库的入库和查询等,实现了无功补偿的网络化。(5)通过构建测试平台,对整个系统进行了保护动作测试和挂网在线测试,给出了测试结果并对测试数据进行了详细地分析,同时指出了系统的软硬件误差。测试结果表明,所设计的系统实现了缺相、欠压和过压等保护,提高了电网的功率因数和配电的负荷能力,降低了电网损耗,并实现了无功补偿的远程通信和数据显示,达到了预期的设计目标。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-15
  1.1 课题背景  10
  1.2 无功补偿网络的研究发展概况  10-13
    1.2.1 无功补偿相关技术发展概况  10-12
    1.2.2 基于dsPIC 的无功补偿控制网络  12-13
  1.3 课题研究意义及本文研究内容  13-15
第2章无功补偿网络控制系统技术基础与总体设计  15-24
  2.1 无功补偿网络控制系统设计技术基础  15-20
    2.1.1 无功补偿控制策略  15-17
    2.1.2 FFT 采样算法应用  17-18
    2.1.3 CAN 总线网络应用  18-20
  2.2 网络控制系统总体结构  20-24
    2.2.1 下位机节点主要实现功能  21-22
    2.2.2 上位机平台主要实现功能  22-24
第3章无功补偿网络控制系统下位机设计与开发  24-49
  3.1 下位机硬件设计与开发  24-29
    3.1.1 信号检测和处理模块  24-25
    3.1.2 LCD 显示模块  25
    3.1.3 CAN 总线通信模块  25-27
    3.1.4 复合开关模块  27
    3.1.5 补偿模块  27-29
  3.2 下位机软件设计与开发  29-41
    3.2.1 采集计算模块  30-35
    3.2.2 输出控制模块  35-37
    3.2.3 频率采样中断  37-38
    3.2.4 键盘处理流程  38
    3.2.5 整点中断  38
    3.2.6 通信中断  38-41
  3.3 不同潮流分布情况下补偿节点位置的选取  41-45
    3.3.1 无功负荷均匀分布时补偿节点位置  41-43
    3.3.2 负荷沿线递增分布时补偿节点位置  43-44
    3.3.3 无功负荷沿线递减分布时补偿节点位置  44
    3.3.4 无功负荷沿线等腰分布时补偿节点位置  44-45
  3.4 可靠性、抗干扰设计  45-49
    3.4.1 硬件抗干扰  45-47
    3.4.2 软件抗干扰措施  47-49
第4章无功补偿上位监控系统设计与开发  49-62
  4.1 上位监控系统结构组成  49-51
  4.2 人机界面模块的设计与开发  51-53
  4.3 通讯模块的设计与开发  53-58
    4.3.1 适配卡的选择  53-54
    4.3.2 串口通信  54-56
    4.3.3 遥测和遥控通信  56-58
  4.4 数据库模块的设计与开发  58-62
    4.4.1 数据库的选取  58
    4.4.2 数据库的结构  58-60
    4.4.3 数据的入库和查询  60-62
第5章系统调试及测试结果  62-66
  5.1 系统调试  62-65
    5.1.1 测试环境  62
    5.1.2 结果分析  62-65
  5.2 系统误差分析  65-66
总结与展望  66-68
  1.课题研究主要成果  66
  2.课题研究的局限性和展望  66-68
参考文献  68-71
致谢  71-72
附录 A（攻读学位期间发表的论文）  72-73
附录 B（攻读学位期间参加的科研项目）  73-74
附录 C（装置投入前后48 小时相关记录数据）  74-75
附录 D（部分程序代码）  75-81

基于dsPIC的无功补偿网络控制系统的设计与开发

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