新型无功功率补偿控制器的研制

新型无功功率补偿控制器的研制

论文摘要

在电网中由于感性负载的大量使用,使得大量的无功功率在电网中流动,造成了电能的浪费和电压的不稳定,甚至损坏设备,所以研制一种无功功率补偿设备很有必要。虽然在市场中有许多种无功功率补偿控制器,但是大多补偿精度不够、跟踪补偿速度慢,本文的目的是研究一种价格便宜,补偿精度比较高的无功功率补偿控制器,满足市场上这方面产品的需求。通常无功功率补偿控制器,单独采用功率因数作为投切电容器的唯一标准,每组电容器都等值,投切电容器采用循环工作的方式,其缺点一是控制器的补偿精度低;二是投切周期长,不能及时跟踪电网无功功率功率变化;三是容易产生投切振荡。基于以上三个原因,本文主要设计了一种改进型的无功功率补偿控制器,主要使用单片机技术进行控制,结合先进的控制算法,实现了无功功率的及时精确补偿。我们改进了的无功功率控制器主要特点是:第一,控制器根据无功功率进行电容器组的投切;第二,电容器组采用8421的编码方式,提高了无功功率补偿控制器的精度;第三,采用计算无功功率一步到位的补偿方式。这样就克服了了上面几个问题,提高了补偿精度,缩短了补偿时间,避免了投切振荡。本文的重点是介绍无功功率控制算法,包括采用8421的编码方式,和按照无功功率投切的先进的控制算法,这样控制器能够快速、精确的进行补偿,并且避免投切振荡。所设计的无功功率补偿控制器通过了最后的调试,实现了设计的各个功能,精确度比较高,达到了预期的目标。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 绪论
  • 一、国内外无功功率补偿控制器的研究现状
  • 二、无功功率补偿的必要性
  • 三、无功功率补偿器的分类
  • 四、本文的主要工作
  • 第一章 系统总体设计
  • 1.1 总体目标和任务
  • 1.2 控制器的总体设计
  • 1.3 系统总体设计
  • 1.3.1 无功功率补偿器的工作原理
  • 1.3.2 控制器的总体设计
  • 1.3.3 无功功率补偿器外围电路设计
  • 本章小结
  • 第二章 无功功率补偿技术
  • 2.1 功率因数及相关知识
  • 2.2 无功功率补偿的概念及原理
  • 本章小结
  • 第三章控制器的软硬件设计
  • 3.1 控制器的硬件电路设计
  • 3.1.1 硬件电路整体设计
  • 3.1.2 电源电路设计
  • 3.1.3 采样电路设计
  • 3.1.4 过压及电压电流相位检测电路设计
  • 3.1.5 驱动输出电路设计
  • 3.1.6 显示电路设计
  • 3.1.7 控制器及掉电保护、并口扩展电路设计
  • 3.2 无功功率控制器软件设计
  • 3.2.1 控制条件要求
  • 3.2.2 程序流程图
  • 3.2.3 控制算法分析
  • 3.2.4 电流采样程序设计
  • 本章小结
  • 第四章 无功功率补偿控制器的外围设备
  • 4.1 无功补偿装置的外围元器件及其功能
  • 4.2 主要元器件的选择
  • 4.2.1 箱体
  • 4.2.2 接触器
  • 4.2.3 热继电器
  • 4.2.4 电容器
  • 本章小结
  • 第五章 无功功率补偿控制器的调试
  • 5.1 无功功率补偿器的选择
  • 5.2 无功功率补偿控制器的调试
  • 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的学术论文
  • 致谢
  • 相关论文文献

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