基于DSP的低压三相不平衡无功补偿装置的研制

论文摘要

目前我国低压配电网普遍存在着负荷三相不平衡的情况。当负荷不平衡时,会对系统产生较大的损耗。同时使电能利用率大大降低且严重影响供电质量。因此在电网中适当的位置装设三相不平衡无功补偿装置成为满足电网无功需求、降低网损的必要手段。本文针对低压配电网负荷三相不平衡的现状,利用叠加原理,研究了一种既适合三相三线制又适合三相四线制接线形式的不平衡负荷无功补偿方法。利用该算法,在只知补偿前各相有功和无功的情况下,即可确定需要补偿的容量。本文开发、研制了一种基于复合开关投切电容器的低压无功补偿装置。本装置采用过零投切的复合开关投切电容器,具有响应快,无冲击,操作方便等优点。另外,本文详细分析了补偿装置的软硬件结构。控制系统采用以DSP56F807的数字信号处理器为核心,仿真试验和现场试验表明:该装置能实现无功功率的快速准确补偿并能大大改善低压配网系统的电流不平衡的情况,有效降低了网损。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 课题的背景及意义
• 1.2 国内外无功补偿技术的研究现状和进展
• 1.3 三相不平衡负荷无功补偿方法的研究
• 1.4 论文研究的内容和主要工作
• 第二章 不平衡补偿算法的研究
• 2.1 不对称负荷为△接法补偿时一般理论公式的推导
• 2.1.1 相间接纯电阻负载情况
• 2.1.2 相间接纯电抗负载情况
• 2.1.3 不对称负荷为△接法
• 2.2 不对称负荷为Y接法补偿时一般理论公式的推导
• 2.2.1 单相对地接纯电阻情况
• 2.2.2 单相对地接纯电抗负载情况
• 2.2.3 不对称负荷为Y接法情况
• 2.3 不对称负荷为星角混合接法补偿时公式的推导
• 2.4 动态跟踪补偿的算法
• 2.5 普通无功补偿的算法
• 2.6 算法综述
• 第三章 硬件结构及设计
• 3.1 装置功能综述
• 3.2 装置的结构
• 3.2.1 CPU模块
• 3.2.2 交流模块
• 3.2.3 数字量输入模块
• 3.2.4 数字量输出模块
• 3.2.5 时钟电路模块
• 3.2.6 看门狗和复位电路
• 3.2.7 电源模块
• 3.2.8 出口模块（IO板）
• 3.2.9 人机对话板（MMI）
• 3.3 电子复合开关
• 3.4 硬件综述
• 第四章 控制器的软件设计
• 4.1 低压电容器组的配置方式的研究
• 4.2 无功补偿装置软件的模块化设计
• 4.2.1 系统主程序模块
• 4.2.2 中断处理程序模块
• 4.2.3 三相不平衡无功补偿处理程序模块
• 4.3 无功补偿装置的保护判据
• 4.3.1 欠压保护
• 4.3.2 过压保护
• 4.3.3 失电保护
• 4.3.4 缺相告警
• 4.3.5 谐波保护
• 4.4 采样处理模块设计
• 4.5 计算模块设计
• 4.5.1 全周傅氏算法
• 4.5.2 有功功率等间接参数计算
• 4.6 软件综述
• 第五章 三相不平衡无功补偿算法的算例仿真及现场试验
• 5.1 PSCAD/EMTDC软件概述
• 5.2 算例仿真
• 5.2.1 某0.4KV配网系统的仿真验证
• 5.2.2 动态补偿算法的仿真验证
• 5.3 现场试验
• 5.3.1 低压无功补偿柜概述
• 5.3.2 试验条件概述
• 5.3.3 试验内容及结果
• 5.3.3.1 电子复合开关投切电容器试验
• 5.3.3.2 三相不平衡无功补偿试验
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文