基于DSP的TSC型无功补偿控制器的研究

论文摘要

本文针对目前电力网中负载所需的大量无功功率致使电能大量损耗、供电质量恶化、甚至导致电力系统安全的问题,在详细分析无功补偿的相关理论和算法的基础上,研究了一种可靠的低成本的基于DSP的TSC型低压动态无功补偿控制器。该控制器在硬件上采用了数字信号处理器TMS320F2812作为主控制单元,在电网参数测量模块中采用了三片专用计量芯片CS5463来完成数据的采集,数据经过DSP处理后再通过相应的控制方式和控制算法向执行单元发出投入或切除信号,执行单元主要有可控硅控制器和可控硅构成。同时为了减轻软件调试的复杂程度以及对实时性的要求,我们另外用了一个单片机来完成控制器对温度的检测以及控制风机的运行,此外,该系统还能实现液晶显示、串行通讯、数据存储以及电压报警等功能。在软件上,系统采用了模块化的设计方法,提高了系统的通用性和维护的简易程度。在投切控制方式上,系统采用了电压/无功功率复合控制的策略,这就避免了以往单一的功率因数控制出现的投切震荡的问题,使无功补偿更加合理有效。该方案设计的控制器最多能够控制16路电容器组,可以应用在低压电网三相共补、三相分补以及共补与分补相结合的电容器组等容量配置的无功补偿装置中。最后对整个系统做了相关的实验,试验结果证明利用此方案所设计的无功补偿控制器测量数据精确,电容器投切准确快捷,无功补偿效果明显,基本能够满足目前低压无功补偿的需要。该控制器所具有的开发成本低、周期短,性能可靠稳定的优点,将会使其以较高的性价比得到推广使用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.3 课题研究的目的
• 1.4 本文的主要工作
• 2 无功补偿的相关理论与算法
• 2.1 无功补偿的相关概念
• 2.2 TSC型无功补偿
• 2.3 自动投切控制方式与控制算法的介绍
• 2.4 本控制器控制方式与控制算法设计
• 2.5 无功补偿与谐波防治
• 3 控制器的硬件设计
• 3.1 系统方案的选择
• 3.2 控制器整体结构介绍
• 3.3 控制器具体硬件电路设计
• 3.4 硬件电路抗干扰设计
• 4 控制器的软件设计
• 4.1 CCS集成开发环境
• 4.2 系统软件整体结构设计
• 4.3 具体软件模块设计
• 4.4 软件算法中的改进
• 5 实验结果及分析
• 5.1 实验装置的相关说明
• 5.2 实验情况记录
• 5.3 实验情况分析总结
• 6 总结与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献