变电站电压及无功综合自动控制

论文摘要

电压是衡量电能质量的主要指标之一,无功是影响电压质量的重要因素,因此对变电站实行电压无功综合控制对提高电能质量,降低网络损耗,保证系统安全、可靠和经济运行均有着十分重要的意义。本文介绍了变电站电压无功控制现状,阐述了电压与无功功率之间的关系,并对变电站电压无功的自动调节原理进行了分析与研究。在对以往的控制策略进行论述的基础上,针对现行控制策略的不足进行了综合分析,提出了一种新的控制策略:将原有“九区状态图”的九个区增加为十三个区。按照“十三区状态图”原则来控制主变压器分接头开关的档位以及补偿电容器组开关的状态,以最少的动作次数使系统进入第0区运行,避免了主变压器分接头档位和无功补偿电容器组开关频繁动作和振荡,保证了变电站电压无功综合控制系统的稳定运行,使变电站的输出电压和无功功率两个主要供电指标保持在合格范围内。根据已制定的控制策略,本文从硬件和软件两方面进行研究工作。由单片机系统、信号测量单元、输出控制单元、分接头位置与电容器投切状态反馈单元、显示和键盘输入单元及通讯单元六部分组成了外部硬件电路;软件方面则利用单片机进行A/D采样、数值计算、显示、输入/输出及通讯操作。从而根据电压和无功功率的值按照改进的控制策略实现变电站电压和无功的综合调节与控制。通过以上研究,最终较好的实现了变电站电压无功的综合控制。系统实际运行特性分析表明本文所设计十三区电压无功控制系统控制效果明显优于传统九区电压无功控制系统,损耗△P下降明显。此外文章在最后还提出了研究中仍存在的若干问题以及解决的设想,由此再进一步提出了未来值得研究的方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 创新点摘要
• 第1章 绪论
• 1.1 变电站电压/无功控制研究的意义
• 1.2 变电站电压/无功控制策略的研究现状及存在的问题
• 1.3 实现目标及拟采用技术路线
• 1.3.1 电压无功的综合控制目标
• 1.3.2 课题研究拟采用的方法和手段
• 1.4 本课题的主要研究内容
• 第2章 电压无功综合控制原理
• 2.1 无功平衡与电压水平
• 2.2 调节原理
• 2.2.1 有载变压器分接头位置的调节
• 2.2.2 并联电容器组补偿容量的调节
• 2.2.3 无功补偿与电压变化关系的讨论
• 2.3 电压无功综合控制策略
• 2.4 小结
• 第3章 硬件设计
• 3.1 总体设计方案
• 3.2 单片机选择
• 3.3 电压及电流测量电路
• 3.3.1 电路结构
• 3.3.2 主要器件
• 3.3.3 电路分析
• 3.3.4 仿真结果
• 3.4 相角测量电路
• 3.4.1 电路结构
• 3.4.2 主要器件
• 3.4.3 电路分析
• 3.4.4 仿真结果
• 3.5 遥测输入电路
• 3.5.1 电路结构
• 3.5.2 主要器件
• 3.5.3 电路分析
• 3.6 遥控输出电路
• 3.6.1 电路结构
• 3.6.2 电路分析
• 3.7 通讯电路
• 3.7.1 CAN 模块介绍
• 3.7.2 电路结构
• 3.7.3 主要器件
• 3.7.4 电路分析
• 3.8 显示电路
• 3.8.1 显示器件
• 3.8.2 电路分析
• 3.9 小结
• 第4章 软件设计
• 4.1 编程思想总述
• 4.2 初始化程序
• 4.2.1 端口设置
• 4.2.2 中断设置
• 4.3 捕捉模块设置
• 4.4 中断子程序
• 4.5 TMR2 定时器模块
• 4.6 A/D 转换模块
• 4.7 数值处理程序
• 4.7.1 插值程序
• 4.7.2 电压、电流求值程序
• 4.7.3 功率因数求值程序
• 4.8 调节程序
• 4.8.1 有载变压器分接头升降
• 4.8.2 电容器投切
• 4.9 显示程序
• 4.10 CAN 通讯程序
• 4.10.1 CAN 通讯
• 4.10.2 控制界面简介
• 4.11 键盘程序
• 4.12 系统运行特性分析
• 4.13 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要