论文部分内容阅读
无功功率对供电系统及负载的安全运行都是十分重要的,电网的无功状况和谐波含量是衡量电网运行的重要指示。无功功率不平衡将导致电网电压不稳定,进而降低电能质量;导致电网系统的可靠性及输电能力降低;电网及负荷的功率因数降低,设备有效容量及功率损耗增加。因此必须在的无功功率不平衡和谐波污染严重时进行无功功率与谐波的综合补偿。本文以补偿电网的无功功率和谐波、提高电网功率因数、改善电能质量为背景,研制了一台基于DSP与单片机的双CPU控制的TSC动态无功与谐波的综合补偿装置的实验样机。其中控制器利用TI公司的DSP芯片TMS320F2812来完成数据的采集处理及核心算法,利用51系列的单片机STC89C51来完成数据显示、键盘控制、数据通信等功能;利用单片机控制的三路集成的复合开关作为电容器组的投切开关。本文主要对TSC动态无功补偿关键技术进行理论研究,对无功补偿装置的硬件和软件进行了详细的描述,并进行了试验样机的搭建和现场应用试验。论文的工作具体包括了以下几部分:一、对无功补偿的研究背景、研究意义和无功补偿装置的发展概况及不同类型的无功补偿装置的性能进行了综述,拟定本课题研究的主要内容。重点在于对TSC动态无功补偿关键技术的研究论证,并结合实际应用的需要,确定出适合本课题的设计方法。二、根据无功补偿装置的功能规范及相关标准,对TSC动态无功与谐波的综合补偿装置的整体方案的设计进行论证。在系统硬件上采用DSP与单片机的双CPU的控制器,具有运算速度快,补偿实时性高及人机操作界面良好等特点。在软件上,采用C语言编程,遵循模块化设计的原则;在投切控制算法上,采用改进的电压、无功综合控制策略,并以电网谐波畸变率作为辅助判据,避免过补偿和投切振荡,并具有缺相、过压、欠压等保护功能。三、利用实验样机进行调试试验和现场应用试验,包括电网数据的测量、保护功能、无功补偿等性能的测试,试验结果表明:该样机响应速度快,能够实时对电网所需的无功功率和谐波进行综合补偿,提高电网的功率因数,改善电能质量。同时也说明了本课题的理论研究的正确性与装置的实用性。最后,对所设计的实验样机的软硬件设计和试验结果作了总结,并对无功补偿技术的发展进行展望。