基于GPRS的无功补偿控制系统研究

摘要

无功补偿控制系统的作用是在电网出现异常时控制终端投切电容器以提高电网的功率因数，对电网进行无功功率的补偿和优化。城乡各地电网布局比较广，一些偏远地方交通不方便，设备出问题很难及时处理，针对这种情况本文设计了一种基于GPRS的无功补偿智能控制系统。该系统包括有硬件子系统和软件子系统两部分组成。
　　本论文首先分析传统的无功补偿原理，设计基于ARM的嵌入式无功补偿系统总体方案，以LPC2292芯片为控制核心，以SIM900A模块做为GPRS通信终端，配以数据采集模块、抄电能表模块和无功补偿模块等为一体无功补偿系统。其次设计了系统的硬件电路，整合各个模块之间的最优搭配方案。采用反激式开关电源，使系统电源在一定范围内实现无级调节，采用AD7E55集成电能测量电路，测量电能稳定准，对模拟信号采集电路和微功率无线通信接口电路等进行优化选择设计，使系统运行更加可靠稳定。接着介绍了无功补偿系统的控制算法并进行软件设计，系统采用Linux操作系统，系统为模块式任务设计，包含有数据采集和处理任务、通信终端任务和级联处理任务等，在无功补偿任务模块对无功补偿电容量进行计算和分析，计算最优补偿策略和分析控制方法。最后对系统进行GPRS通信调试，进行软件测试，达到了预期的效果。本设计有利于电网配电的安全运行，同时有一定的经济效益，对提高供电质量和实时监控起到了积极的作用。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 选题的背景和意义

1．2 国内外无功补偿的现状

1．3 基于GPRS无功补偿装置的发展

1．4 本论文的主要工作

第二章 系统总体方案设计

2．1 监控系统设计方案

2．2 系统五大模块

2．2．1 数据采集模块

2．2．2 抄电能表数据模块

2．2．3 GPRS通信模块

2．2．4 无功补偿动作模块

2．2．5 LPC2292控制核心

2．3 无功补偿系统的GPRS通信方案

2．3．1 无功补偿系统通信方式的选择

2．3．2 GPRS通信模块组成

2．3．3 GPRS无功补偿系统通信组网方案

2．4 基于SIM900A的GPRS通信模块

2．4．1 SIM900A简介

2．4．2 SIM900A性能特性

2．5 本章小结

第三章 基于GPRS无功补偿硬件系统设计

3．1 监控终端硬件设计原则

3．2 LPC2292的主控制单元

3．3 基于SIM900A的通信模块

3．3．1 电源电路

3．3．2 串口电路设计

3．4 模拟信号采集电路

3．5 电能计量电路

3．6 无功补偿接口电路

3．7 微功率无线通信接口电路

3．8 本章小结

第四章 基于GPRS无功补偿系统的控制算法及软件设计

4．1 无功补偿系统软件设计方案

4．2 数据采集与处理任务设计

4．3 终端通信任务

4．4 键盘控制和显示任务

4．5 级联处理任务

4．6 无功补偿任务

4．6．1 并联电容器无功补偿的分析

4．6．2 无功补偿电容量的计算

4．5．3 配电网无功补偿方式分析

4．6．4 无功补偿电容接线方式

4．6．5 低压无功补偿策略

4．7 本章小结

第五章 GPRS系统通信测试

5．1 通过IP地址进行GPRS数据传输

5．2 GPRS通信测试

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

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