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调压式电网无功自动补偿装置的研究

作　者: 刘刚
导　师: 赵凯岐; 张静波
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 电气工程
关键词: 无功补偿无功功率控制器数字信号处理器
分类号: TM761.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 69次
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内容摘要

无功功率补偿是电力系统中应用无功功率调节措施改善电网无功功率分布和电压水平，从而降低地区电网间损耗和输变电线路功率损耗的方法。因此，电力系统中无功功率补偿设备及装置有着极其重要的作用，优化配置补偿设备及装置，不但可以减少电网损耗，提高供电质量，还能有效解决系统电压波动和谐波的问题。本文分析了开关电器分组投切电容器这种方式缺陷和不足，利用电容器在无功补偿中输出容性无功功率与其两端电压平方成正比的原理，通过调压变压器调节电容器两端电压来调节其输出容量，以满足电网电压对无功补偿的要求。并阐述采用新型无功动补偿装置的优势及必要性。在理论分析基础上，结合工程实际，完成并完善调压式电网无功自动补偿装置总体设计方案，从而确定元器件选取原则。针对装置特点，综合多种控制原则优点，采用电压无功综合控制策略，即利用无功平面内七区图作为投切判据，在保证电压、无功功率和功率因数满足要求的条件下，避免投切振荡，以求达到最优补偿效果。硬件系统采用DSP（TMS320F2812）为主、单片机（AT89S52）为辅的双CPU结构的控制器，利用DSP数据处理的快速、精确性，高效完成控制和测量算法；单片机主要用于人机交互和通信并实现系统操作，两者之间数据交换采用了双端口RAM结构。完成硬件功能模块划分和部分模块的电路设计。软件按划分问题模块分层结构的设计方法，以MCU和DSP为核心划分两个子系统，设计了软件整体结构、DSP子系统结构、单片机子系统结构。该装置经理论和实际试验测试，其技术性达到了电力行业相关标准要求。已作为试点在吉林、黑龙江等省的农村电力系统挂网运行，并取得了良好的效果。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-15
  1.1 课题研究的背景和意义  9-10
  1.2 电网无功自动补偿装置的重要性和必要性  10
  1.3 电力系统无功补偿发展及现状  10-14
    1.3.1 无功补偿装置种类及发展  10-13
    1.3.2 无功补偿的控制方式与控制策略  13-14
  1.4 主要研究工作  14-15
第2章调压式电网无功自动补偿装置研究与设计  15-29
  2.1 引言  15
  2.2 基本原理与系统组成  15-17
  2.3 调压变压器设计与补偿电容器的连接方式  17-19
  2.4 无功自动补偿控制策略研究  19-20
  2.5 电压与电流幅值的计算  20-22
  2.6 提高测量精度的频谱校正方法  22-25
  2.7 数字滤波器的设计  25-27
  2.8 本章小结  27-29
第3章控制器硬件的设计与实现  29-41
  3.1 引言  29
  3.2 控制器硬件的总体结构  29-30
  3.3 DSP 硬件系统设计及实现  30-33
    3.3.1 F2812 最小系统  30-32
    3.3.2 模拟量的预处理电路  32-33
    3.3.3 开关量的预处理电路  33
  3.4 单片机硬件系统设计及实现  33-36
    3.4.1 AT89S52 最小系统  33-35
    3.4.2 液晶的显示电路  35
    3.4.3 键盘的输入电路  35-36
  3.5 电源设计  36-37
  3.6 DSP 与单片机的通信的双口 RAM 电路  37-38
  3.7 “看门狗”复位电路  38-39
  3.8 本章小结  39-41
第4章控制器软件设计及装置的工程应用  41-55
  4.1 引言  41
  4.2 控制器软件结构  41-42
  4.3 DSP 软件系统设计及实现  42-44
  4.4 单片机的软件系统设计及实现  44-48
  4.5 系统的自检程序  48-49
  4.6 改进傅立叶变换算法的程序设计  49-50
  4.7 调压式电网的无功自动补偿装置试验  50-52
    4.7.1 试验电路  50-51
    4.7.2 试验结果  51-52
  4.8 工程应用  52-54
  4.9 本章小结  54-55
结论  55-57
参考文献  57-61
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  61-63
致谢  63

调压式电网无功自动补偿装置的研究

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