调压式电网无功自动补偿装置的研究

摘要

无功功率补偿是电力系统中应用无功功率调节措施改善电网无功功率分布和电压水平，从而降低地区电网间损耗和输变电线路功率损耗的方法。因此，电力系统中无功功率补偿设备及装置有着极其重要的作用，优化配置补偿设备及装置，不但可以减少电网损耗，提高供电质量，还能有效解决系统电压波动和谐波的问题。
　　 本文分析了开关电器分组投切电容器这种方式缺陷和不足，利用电容器在无功补偿中输出容性无功功率与其两端电压平方成正比的原理，通过调压变压器调节电容器两端电压来调节其输出容量，以满足电网电压对无功补偿的要求。并阐述采用新型无功动补偿装置的优势及必要性。
　　 在理论分析基础上，结合工程实际，完成并完善调压式电网无功自动补偿装置总体设计方案，从而确定元器件选取原则。针对装置特点，综合多种控制原则优点，采用电压无功综合控制策略，即利用无功平面内七区图作为投切判据，在保证电压、无功功率和功率因数满足要求的条件下，避免投切振荡，以求达到最优补偿效果。
　　 硬件系统采用DSP(TMS320F2812)为主、单片机(AT89S52)为辅的双CPU结构的控制器，利用DSP数据处理的快速、精确性，高效完成控制和测量算法；单片机主要用于人机交互和通信并实现系统操作，两者之间数据交换采用了双端口RAM结构。完成硬件功能模块划分和部分模块的电路设计。软件按划分问题模块分层结构的设计方法，以MCU和DSP为核心划分两个子系统，设计了软件整体结构、DSP子系统结构、单片机子系统结构。
　　 该装置经理论和实际试验测试，其技术性达到了电力行业相关标准要求。已作为试点在吉林、黑龙江等省的农村电力系统挂网运行，并取得了良好的效果。