基于MSP430的高压智能无功补偿控制器的研制

摘要

该文针对中国电网无功补偿的现状和现有高压无功补偿装置的缺陷,设计了一种以10KV配电网为补偿对象的智能型高压无功补偿控制器,并且介绍了无功功率的基本概念和无功补偿的基本原理,对无功补偿方式的选择、无功补偿容量的确定以及无功补偿的经济技术效益等问题进行了分析.高压智能无功补偿控制器以FLASH型16位单片机MSP430F149为控制核心,采用了一种相角实时测量的新算法,并在此基础上计算出了功率因数、有功和无功,减少了运算量提高了精度;在分析了各种无功补偿控制策略的基础上,以母线电压和无功功率复合判据控制投切,并提出一种改进的电容器投切方式——暂态投切控制晶闸管过零触发,避免了电容器投切时的电流冲击;稳态运行时接触器替代晶闸管,实现无功补偿的自动跟踪和电容器的自动投切,解决了投切时的暂态电流冲击和稳态时可靠运行的难题;控制器的原始运行参数采用FLASH自编程技术,将其保存在MSP430F149片内的信息FLASH中,简化了硬件电路,大大提高了系统的可靠性.控制器采用无线通信和有线通信的的方式实现人机交互.该文还给出了系统软硬件抗干扰措施.该高压智能无功补偿控制器已完成调试与功能测试实验,并验证了设计方法的可行性.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1研究背景

1.2研究现状与分析

1.3本文主要研究内容及关键技术

1.3.1主要研究内容

1.3.2关键技术

第二章无功补偿的基本原理与方法

2.1交流电路的无功功率

2.2无功功率负荷和无功功率损耗

2.3无功补偿原理

2.4无功功率补偿方式的选择

2.4.1无功功率补偿方式分类

2.4.2就地补偿与集中补偿的技术经济比较

2.5确定无功补偿容量的一般方法

2.5.1从提高功率因数需要确定补偿容量

2.5.2从降低线损需要确定补偿容量

2.5.3从提高运行电压需要确定补偿容量

2.6无功补偿的技术经济效益分析

第三章控制器硬件设计

3.1控制器的设计要求

3.2控制器硬件组成与结构

3.3 CPU选型与最小系统设计

3.3.1 CPU选型

3.3.2 CPU最小系统设计

3.4逻辑电平转换电路

3.5模拟量取样与变换电路

3.6数据存储电路

3.7看门狗电路

3.8时钟电路

3.9投切控制电路

3.10通讯电路

3.11硬件抗干扰设计

第四章控制器软件设计

4.1编程语言与编译环境

4.2软件的组成结构

4.3数据采集模块设计

4.4参数计算模块设计

4.5控制模块设计

4.6历史数据存储模块设计

4.7通讯模块设计

4.8外围芯片读写程序设计

4.8.1 I2C总线协议的数据传输格式

4.8.2 MSP430模拟I2C总线的程序设计

4.9FLASH型信息存储器读写程序设计

4.10软件抗干扰设计

第五章总结

致谢

参考文献

西北工业大学学位论文知识产权声明书及西北工业大学学位论文原创性声明