动态无功补偿器控制系统软件设计--毕业设计(论文)

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动态无功补偿器控制系统软件设计--毕业设计(论文)

大学毕业设计（论文）动态无功补偿器的控制系统软件设计学院（系）：自动化专业班级：学生姓名：指导教师：教授摘要随着社会的飞速发展，工业现场中大量冲击负荷以及感性性负荷接入电网，工业环境越加复杂。

这些冲击负载和感性负载大量地消耗电网无功功率，从而拉低功率因数，造成电网电压的波动，电网的安全且正常运行受到了巨大的挑战。

于此同时负载不断地变化使固定无功补偿的传统方法完全没有办法满足现代工业环境的需要。

所以，设计具有动态调节功能的无功补偿装置对于现代工业生产具有重要的实践意义；而设计动态无功补偿器控制系统的软件，就可以更加方便的完成对于现代工业的进一步发展。

本文大致可看成以下几个部分：（1）完成了动态无功补偿装置的总体方案设计。

在分析对比传统静止无功补偿装置的优缺点后，构建了一种动态无功补偿装置拓扑结构。

并根据动态无功补偿装置的拓扑结构，设计了其控制系统方案以及主电路、操作回路电路等。

（2）动态无功补偿器的拓扑结构。

（3）完成了动态无功补偿装置的控制系统软件设计。

本章进行动态无功补偿装置的控制系统软件设计，其中主要包括PLC程序设计和显示设备监控程序设计这两部分。

通过PLC程序进行调节，然后通过显示设备将参数和各类数据直观地体现出来。

本课题重点在于设计一种动态无功补偿装置的软件，该软件能实时分析计算电网无功需求，并根据实际情况得出数据使得无功补偿装置发出无功功率的大小，使得该装置具有就地动态无功补偿的功能，稳定电压，提高电网的功率因数，使得电网稳定安全的运行。

关键词：阻抗变化；无功补偿；动态；软件AbstractWith the rapid development of society, a large number of industrial impact load and sensory load access to the power grid, the industrial environment more complex. These shock loads and inductive loads consume a large amount of reactive power in the grid, thus driving down the power factor, resulting in grid voltage fluctuations, the safety and normal operation of the grid has been a huge challenge. At the same time, the constant load changes make the traditional method of fixed reactive power compensation no way to meet the needs of modern industrial environment. Therefore, the design of dynamic adjustment function of the reactive power compensation device for the modern industrial production has important practical significance; and the design of dynamic reactive power compensation control system software, you can more easily complete the further development of modern industry.This thesis can be regarded as the following parts:Completed the dynamic reactive power compensation device overall program design. After analyzing the advantages and disadvantages of the traditional static reactive power compensation device, a dynamic reactive power compensation device topology is constructed. According to the topology of dynamic reactive power compensation device, the control system and the main circuit and operation circuit are designed.Topological structure of dynamic reactive compensator.Completed the dynamic reactive power compensation device control system software design. This chapter carries on the dynamic system of the software design of the dynamic reactive power compensation device, which mainly includes two parts: PLC program design and display device monitoring program design. Through the PLC program to adjust, and then through the display device parameters and various types of data intuitively reflected.This thesis focuses on the design of a reactive power compensation device based on IGBT dynamic software, the software can real-time analysis and calculation of reactive power demand, and according to the actual situation of the data so that the reactive power compensation device by the size of the reactive power, so that the device has a local dynamic reactive power compensation function, voltage stability, improve power the power factor of the grid, the stable and safe operation.Key words: Impedance change；Reactive power compensation；Software；Dynamic目录第1章绪论 (1)1.1研究目的及意义 (1)1.2相关技术国内外研究的现状 (1)1.3本文主要研究内容 (2)第2章动态无功补偿器的拓扑结构 (3)2.1晶闸管投切电容器式动态无功补偿器拓扑结构 (3)2.2晶闸管控制电抗器+机械式投切电容式无功补偿装置拓扑结构 (3)2.3动态无功补偿装置的拓扑结构 (5)2.4本章小结 (6)第3章动态无功补偿器总体方案设计 (7)3.1动态无功补偿装置的设计要求 (7)3.2主电路及操作回路电路设计 (7)3.2.1动态无功补偿装置主电路设计 (7)3.2.2动态无功补偿装置操作回路电路设计 (9)3.3本章小结 (11)第4章动态无功补偿装置的控制系统软件设计 (12)4.1 动态无功补偿装置PLC程序设计 (12)4.1.1 PLC程序结构图 (12)4.1.2 PLC主程序设计 (14)4.1.3 PLC子程序设计 (14)4.2动态无功补偿装置监控系统软件设计 (19)4.2.1 MCGS嵌入版组态软件结构 (20)4.2.2 MCGS组态软件用户窗口设计 (20)4.3本章小结 (23)第5章总结与体会 (24)参考文献 (25)致谢 (26)第1章绪论1.1研究目的及意义本课题是针对动态无功补偿器控制技术的研究。

低压电网并联电容动态无功补偿装置设计毕业论文设计[管理资料]

低压电网并联电容动态无功补偿装置设计摘要本论文设计了一种适用于低压电网并联电容的动态无功补偿装置，并介绍了其发展趋势及应用，可满足低压配电网基波无功补偿的快速性和实时性要求，这篇论文主要介绍了无功补偿对电网性能的改善，无功补偿装置的控制算法，以及控制器的软硬件设计原理等。

分析了此装置所用的投切装置TSC主电路四种接线方式及这四种方式的特点，详细的阐述了多组电容器的自动分级投切、无功功率快速检测及晶闸管触发电路等关键问题，并提出了解决的方案。

在软件方面，系统采用AT89C51单片机，该单片机是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能的CMOS 8位单片机，具有运算速度高，实时性好的特点；软件则使用汇编语言进行编译；人机操作界面采用LCD 显示，显示效果较好；A/D转换采用ADC0809，是一款比较实用的A/D转换装置。

该装置可跟踪电网无功功率的变化并自动补偿，实现了无功补偿装置的优化运行，具有体积小、原理简单、智能投切等优点。

关键词：无功补偿；单片机；低电压Design of low voltage network parallel capacity dynamic reactive compesation devicesAbstractA kind of TSC dynamic reactive power compensation device applicable for middle and low-pressure distubution network is designed, to introduce the development trend and application. It meets rapid and real-time requirement of low-pressure distribution network fundamental wave reactive power compensation. The paper mainly introduce the followed parts：the ameliorathm of reactive power compensation device and hardware and software design of the device. The characteristic of TSC main circuit four kinds of mode of connection is analyzed,and the solving method of key problems about thyristor trigger circuit, reactive power rapid detection and automatic classing of mult-group capacitors is particular represented. In the aspect of the software, this device's hardware core is AT89C51 SCM , which has many merits such as high operating speed. This monolithic integrated circuit is the low voltage which American ATMEL Corporation produces, a high performance CMOS 8 monolithic integrated software uses the assembly language to carry on the translation. The man-machine operation contact surface uses the LCD demonstration, the demonstration effect is quite good; A/D transformation uses ADC0809 .It is a section of quite practical A/D switching device. This equipment may track the electrical network reactive power the change and the automatic compensation, and this installment has the volume to be small. The precision is high, the price compared to the higher merit.Key words：reactive power compensation; SCM(Single Chip Micyoco); low voltage目录摘要 (I)Abstract .................................................................................................................................. I I 目录 (III)第一章绪论 (1) (1) (1) (5) (5) (5)第二章TSC动态无功补偿 (7) (7) (7) (9)（TSC） (10) (10) (12)TSC投入的暂态过程分析 (13) (14) (14) (14) (15)第三章硬件设计 (15) (15)CPU (15)A/D转换器选型 (18)LCD显示 (20) (22)—电压转换电路 (22)电压、电流采样及信号处理电路 (24) (25)第四章软件设计 (27)投切原则 (27) (28)第五章结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)第一章绪论随着我国电力工业的迅猛发展，电网逐步扩张电力负荷增长很快，电压等级越来越高，电网、发电机单机容量也越来越大，电网覆盖的地理在不断扩大但是，由于地理环境、燃料运输、水资源及经济发展规模等诸多因素的影响，致使电源(发电厂)分布不均衡，要保证系统的稳定和优良的电能质量，就必须解决远距离输电、电压调节及无功补偿等问题。

(完整版)低压动态无功补偿装置的设计毕业论文设计

毕业设计（论文）题目：低压动态无功补偿装置的设计学生姓名：系别：电气信息工程系专业年级：指导教师：年月日摘要依据用电设备的功率因数，可测算输电线路的电能损失。

通过现场技术改造，可使低于标准要求的功率因数达标，实现节电目的。

本文分析了无功补偿的作用和补偿容量的选择方法，着重论述了低压电网和异步电动机无功补偿容量的配置。

结合应用实例说明采用无功补偿技术，提高低压电网和用电设备的功率因数，已成为节电工作的一项重要措施。

关键词: 节电技术；功率因数；无功补偿AbstractThe power factor of equipment can be used to measure the loss of energy in transmission lines。

By refining the technique, we can let the power factor which is below the standard get standardized to save electricity。

This article analyses the function of reactive compensation and the ways to choose capacity of compensation。

It emphasizes in discussing the configuration of low voltage network and asynchronous motor’s capacity in reactive compensation。

By combining with actual examples, this article also explains that using the technique of reactive compensation to improve the power factor of low voltage network and equipment important measure to save electricity。

毕业设计论文牵引所svc二次设计

摘要由于目前电气化铁路牵引供电电能计量中力率的考核采用正送倒计的方式，若采用常规的固定电容进行无功补偿，其综合力率无法达到供电部门的要求，而静态无功补偿装置（SVC）能够很好的解决这一问题。

本文正是针对静态无功补偿装置（SVC）的工程设计进行专题研究。

本论文首先，针对电气化铁道牵引供电系统及其负荷的特点，分析了牵引供电系统功率因数低的原因，并提出应用静止型动态无功补偿装置(SVC)对牵引负荷进行动态无功补偿。

其次，介绍了目前牵引供电系统中普遍应用的晶闸管投切电容器TSC和固定电容器+晶闸管可控电抗器FC+TCR两种SVC补偿装置；接着，对FC+TCR型SVC系统的一次接线方式进行简单介绍，提出了SVC装置在施工设计中应该注意的一些问题；最后，列举了110kV牵引变电所FC+TCR型SVC补偿装置二次系统设计，并进行保护定值计算。

静止型动态无功补偿(SVC)装置采用大功率晶闸管调相技术，通过对补偿系统中的相控支路电流的调节，达到动态调节SVC装置输出无功的目的，使之适应动态补偿牵引变电所变化负荷的需要。

本论文中的设计方法及经验值得设计和施工人员参考借鉴。

关键词：电气化铁路；功率因数；SVC；FC+TCR；系统设计AbstractAt present because electrified railway traction power supply electricity measurement of the assessment using force rate was sending pour millions of the conventional way, if the fixed capacitance reactive power compensation, which are unable to achieve comprehensive force rate power supply departments requirement, and static var compensation device (SVC) can be good to solve this problem. This thesis is aimed at static var compensation device (SVC) engineering design keynote research.At first, this thesis mainly aims at electrified railway traction power supply system and its load characteristics, it analyzes the traction power supply system causes of low power factor, and put out the application of static var compensation device (SVC) for dynamic var compensation of traction's load. Secondly, the thesis introduces the current traction power supply system in general useing thyristor threw cutting capacitor TSC and fixed capacitors + thyristor controlled reactor FC + TCR two kinds of SVC compensation devices; After then, FC + TCR type SVC system once connection mode is simple introducted, and construction design device in an SVC is put forward some problems which should be paid attention to; Finally, the thesis cites FC + TCR type SVC compensation devices second system design of 110 kv traction substation, and protection setting value calculation.Static var compensation (SVC) device adopts high-power thyristor phase-modulation technology, it throughs to the compensation system of phased branch current regulation, and achieves dynamic adjusting SVC device the purpose of reactive power output, to make it adapt the need of changing of compensation traction substation. This thesis of the design method and experience is worth reference for designers and construction personnel.Key words：Electrified railway，Power factor，SVC，FC + TCR，System design目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 牵引变电所SVC无功补偿的背景与意义 (1)1.1.1 电气化铁道牵引供电系统的组成及功能 (1)1.1.2 电气化铁道牵引供电系统的主要特点 (3)1.1.3 牵引变电所的负荷特点 (3)1.1.4 牵引变电所的功率因数 (5)1.2 牵引变电所SVC无功补偿的研究现状 (6)1.3 本课题的研究内容与目标 (7)2 牵引变电所继电保护 (8)2.1 继电保护的作用和意义 (8)2.2 主变保护 (9)2.2.1 主变保护的基本要求 (9)2.2.2 主变保护的原理 (9)2.3 馈线保护 (10)2.3.1 馈线保护的基本要求 (10)2.3.2 馈线保护的原理 (11)2.4 电容保护 (11)2.4.1 电容保护的基本要求 (11)2.4.2 电容保护的原理 (11)3 牵引变电所SVC装置一次接线方式 (13)3.1SVC的作用及其原理 (13)3.1.1SVC的作用 (13)3.1.2SVC的工作原理 (16)3.2SVC系统的一次接线方式 (19)3.3SVC系统的容量选择 (20)3.4SVC装置设计中需要注意的几点问题 (21)4 牵引变电所SVC装置二次系统设计 (22)4.1 牵引变电所SVC装置的二次系统设计 (22)4.1.1 交流回路设计 (22)4.1.2 控制回路设计 (23)4.1.3 遥信回路设计 (23)4.2 牵引变电所SVC装置保护定值计算的一般方法 (23)4.2.1 电流保护的保护定值计算 (24)4.2.2 电压保护的保护定值计算 (26)4.3包兰线皋兰牵引变电所SVC装置的保护定值计算 (29)4.3.1 固定电容器组（FC）的保护定值计算 (30)4.3.2 晶闸管可控电抗器（TCR）的保护定值计算 (31)4.3.3 包兰线皋兰牵引变电所SVC装置保护定值的输入 (32)结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录A (36)附录B (38)1 绪论1.1 牵引变电所SVC无功补偿的背景与意义1.1.1 电气化铁道牵引供电系统的组成及功能电气化铁道供电系统由外部电源系统和牵引供电系统组成。

无功补偿控制器软件部分毕业设计

无功补偿控制器软件部分毕业设计目录Ａbstract (3)摘要 (4)第一章绪论 (5)1.1课题介绍 (5)1.2 国外研究景况 (5)1.3总体方案 (6)第二章测量原理 (7)1.1功率因素的确定 (7)1.2交流采样 (8)1.3电压电流的计算 (9)第三章硬件部分 (10)3.1单片机的选择（控制单元） (10)3.2 A/D转换技术 (13)3.2.1 A/D转换概念 (13)3.2.2 8098带A/D转换器 (14)3.2.3次比较型A/D转换器 (15)3.3集成稳压 (16)3.3.1桥式整流电路 (16)3.3.2滤波电路 (17)3.3.3 线性稳压器78XX，79XX的运用 (18)3.4检测部分 (19)3.4.1电压检测 (19)3.4.2电流检测 (20)3.5执行部分 (21)3.5.1控制电路 (23)3.5.2 补偿电力电容器 /Y型的选择 (23)3.5.3电力电容器的故障 (24)3.6 相位数字化测量 (25)3.6.1相位测量的基本原理 (25)3.6.2 功率检测 (28)3.7 显示端 (30)3.8控制电路 (32)3.9系统时钟 (34)3.10复位电路 (35)3.11硬件抗干扰 (35)第4章软件部分 (38)4.1相位差计算子程序流程图( 图4.1 ) (40)4.2控制子程序流程图 ( 图4.2 ) (40)4.3余弦函数子程序 (40)4.4软件抗干扰设计 (40)结束语 (42)参考文献 (44)致谢 (45)附录 (46)Ａbstract摘要本文介绍了无功功率自动补偿控制器。

其主要面向220V 工业电力网。

实验基于单片机8098的运用来对所采样的电压和电流进行测量和比较，并进行相应的补偿，结果通过四个LED数码管显示出来。

本次以16位8098单片机为核心，其中运用到单片机8098中的A/D转换的单元，可编程高速输入端口单元，以及监测单元看门狗系统。

无功补偿控制器毕业设计论文

摘要本研究以电网无功补偿改造为背景，研制了一种低压无功功率补偿控制器。

作为无功补偿控制器和电网监测器的统一体，该装置以实时的电网监测数据为依据，以低压网（220V）为补偿对象。

本文主要研究了对电网性能的改善，电网最佳补偿点的位置和容量配置，及控制器的软，硬件设计。

系统硬件采用16位单片机系统，具有运算速度高，实时性好的特点；软件使用高级编程语言汇编语言，遵循模块化设计原则，极大的提高了系统的通用性和维护的简易程度，该系统在实时监测数据的基础上，对低压网进行无功补偿。

该装置人机操作界面简单。

关键词：无功补偿，电力电容，单片机。

AbstractThis thesis is to design a controller which is under background of the reconstruction of the reactive power compensation.As the combination of reactive power cotroller and eletric power system measurement ,this drivce’s working theory is based on the real-time data of the eletric power system and it’s intention is to complete the most felicitious compensation for the reactive power which is exits in the 220V electric power wrie.the main part of the thesis includes the ameliorating of the net which comes from the reactive power compensate,the most felicitous compensating position and the hardware and the software design.This device’s hardware core is the 16-bit MCU which has many merits such as high operating speed .the software design adopts language of semble language which is a special advanced programming language and in the process of program ,we use the method of modularization which can improve the universal trait of the program and simplify the device’s maintenance. The device has simple interface of man-machine operating.第一章绪论1．1研究背景目前，我国的电网，特别是广大的农村电网，普遍存在功率因数较低，电网线损较大的情况。

毕业设计SVC无功补偿装置的设计

摘要随着社会的日益发展和科学技术的深度探索,电对人们的生活越发的重要.电压质量对电网稳定及电力设备安全运行,线路损失,用电单耗和人民生活用电都有直接影响.本文主要介绍了无功因数的基本概念及研究意义和无功补偿技术的现状以及治理的原则和目的，同时，也对静止无功功率理论做简要介绍，在本文中也对其中SVC型动态无功功率补偿装置的设计和保护做了一定说明。

我们主要从硬件设计上来更好掌握SVC技术，不管是在控制策略的选择，还是无功补偿容量确定上，都有必要把握这些细节。

在研究低压电网中无功补偿时，也对SVC系统的保护系统做了重点研究，这将是整个系统正常运行的基本前提。

关键词：无功功率；静止无功功率理论；动态补偿；SVC目录绪论 (1)一、无功补偿设计背景 (1)（一）无功功率的基本概念及研究意义 (2)（二）无功补偿技术对电力系统的影响 (2)（三）无功功率补偿方式及特点 (5)二、低压电网中无功功率补偿 (7)（一）动态无功补偿技术 (7)（二）SVC技术 (7)（三）SVC技术未来发展分析 (8)（四）低压电网中动态无功补偿装置的技术特点 (9)三、SVC动态无功补偿控制装置的设计 (11)（一）动态无功补偿器的工作原理 (11)（二）主电路及容量设计 (13)（三）控制电路及控制器选择 (14)（四）动态无功补偿控制装置的设计 (17)四、系统的保护配备 (23)（一）电网系统保护 (23)（二）电容器组保护 (23)（三）晶闸管阀保护 (25)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)绪论由于现代电力电子产品的广泛应用，以及负荷的快速变化引起电压波动和闪变，使无功补偿问题变得更复杂。

电力系统中非线性负荷的与日俱增，导致大量谐波电流流入电网，造成系统电压波形严重畸变。

影响到系统用电设备的正常运行，严重时引起系统谐振，烧毁电气设备，引发电气事故，造成巨大的经济损失。

因此，对于电能质量改善装置提出了迫切的要求。

无功补偿设计范文

无功补偿设计范文无功补偿是电力系统中的一项重要技术措施，用于抵消电力系统中的无功功率，以提高系统的功率因素并改善电压质量。

无功补偿的设计是为了满足系统的稳定运行和经济运行的要求。

本文将从无功补偿的基本原理、无功补偿设备的选择和配置以及无功补偿系统的设计进行详细介绍。

无功补偿的基本原理是通过添加合适的无功补偿装置，改变电力系统的无功功率，使得系统的功率因素接近1、根据电力系统的需求，无功补偿可以分为静态无功补偿和动态无功补偿。

静态无功补偿主要包括电容补偿和电感补偿，可以用来提高电网的功率因素。

而动态无功补偿则是通过调整无功补偿装置的容量和响应速度，来应对电网的瞬时无功功率变化。

在选择和配置无功补偿设备时，需要考虑系统的负荷特性、电压波动状况和无功功率因素等因素。

通常情况下，电容器和电感器是应用最广泛的无功补偿设备。

电容器可用于消除感性负载带来的无功功率，而电感器则可用于消除容性负载带来的无功功率。

对于不同的负荷特性，可以选择合适的无功补偿设备进行补偿。

在进行无功补偿系统的设计时，首先需要进行无功功率的测量和分析，确定系统的无功功率水平和波动情况。

然后，根据测量结果进行容性或电感性无功补偿的容量计算。

同时，还需要考虑无功补偿装置的安装位置和接线方式，以确保补偿装置能够有效地补偿系统中的无功功率。

无功补偿系统的设计还需要考虑系统的运行和维护管理。

在运行过程中，需要监测和调整无功补偿装置的工作状态，及时发现和处理可能出现的故障。

对于较大规模的无功补偿系统，还可以考虑使用自动化控制系统，实现无功补偿的智能化和自动化。

此外，还需要考虑无功补偿系统的经济性和可行性。

无功补偿设备的选择和配置应综合考虑初投资、运行成本和维护成本等因素。

同时，还需要与电力运营商进行充分的沟通和协商，明确无功补偿设备的接入条件和补偿效果。

总之，无功补偿设计是电力系统中的重要环节，可以提高系统的功率因素和电压质量，确保电力系统的稳定运行和经济运行。

一种动态无功补偿装置控制系统的设计

传统补偿方式的缺点：
传统的补偿装置是固定电容器（FC），虽然在一定程度上改善了功率因数，但仍存在着很多问题。
a.补偿精度差，跟随性不强 b.投入电容器时涌流较大，易发生事故，同时影响电容器的使用寿命
c.运行时噪声较大 d.采用电磁式接触器投切，可靠性差运行时容易产生自激现象、过电压现象、涌流现象、高次谐波现象、保护熔断器群爆现象等。造成电容器损坏，甚
控制系统由信号转化电路、通信模块、投切控制电路等模块组成
2.6 控制系统软件设计
以西门子S7-200可编程控制器为控制核心，实时监控电网的电压、电流，并计算出有功、无功、功率因数等，根据晶闸管过零触发电容器投切，实现无功补偿的自动跟踪和自动投切，大大提高系统的便捷性和可靠性。
2.4 控制方案
表2 无功补偿装置的性能比较
采用无功功率控制，根据所测得的电信号参数，计算出应投入的电容容量，在电容组合方式中选出一种最接近但又不会过补偿的组合方式，电容器一次投切到位，即只有当补偿系统所需容量大于或等于最小一组电容器容量时，才会由控制系统发出投切指令。
2.5 控制系统总体结构
2.2 补偿方案的确定
图1 配电系统无功补偿方式
确定补偿方案为低压补偿，按照方式4分散补偿的原则进行设计和配置，并且采用跟踪补偿的补偿方式
2.3 补偿量的计算依照改造方案提出的将功率因数提高到0.96左右。则所需提供补偿的电容器总容量按下式计算
其中φ1是自然功率因数角，φ2是目标功率因数角。系统运行自然有功功率和自然功率因数按监测的平均值设定。
2.7 动态无功补偿装置总体方案
三相平衡负载TSC无功补偿回路由主回路、信号检测回路、操作回路和控制回路组成

关于无功补偿技术文献综述

福州大学本科生毕业设计（论文）文献综述题目：电网电容式无功补偿器的系统设计姓名：学号：系别：电气工程系专业：电气工程及其自动化年级：2008级指导教师：年月日文献综述引言进入21世纪伴随着国家经济的高速发展，国家电力工业的任务也更加艰巨，伴随着经济的发展我国的电力行业也在与时俱进。

由于工业的发展现代电网中的无功损耗也急剧增大，使电网电能质量恶化，同时也加重了线路和变压器的负担和损耗。

如今国家正在倡导节能减排，因此电网中的无功补偿问题越来越引起学者们的关注。

无论是在工业负载还是生活负载中，阻感负载都占有很大的比例，比如变压器、异步电动机和很多的家用电器都是阻感性负载。

这些负荷的自然功率因数都比较小，它们所消耗的无功功率在电力系统传输的的电量中占有很高的比例。

如果能够减小线路中的无功功率就能够提高电能的传输效率。

公共电网中的电能品质己经得到人们越来越多的认识和重视。

对电网影响严重的工厂配电网及电能质量的治理必将会带来显著的效果和影响。

本设计的无功补偿的主要作用是提高功率因数以减少设备容量和功率损耗、稳定电压、提高供电质量,在长距离输电中提高系统输电稳定性和输电能力,平衡三相负载的有功和无功功率等。

无功电流补偿实现手段正趋于与电力电子技术的结合。

结合方式有三种:一是为投切电容器的开关;二是作为无功输出的调节开关;三是引入电力电子变流技术,将变流器作为无功电源,以补偿无功。

目前在我国广泛使用的以SVC 为代表的传统的无功补偿装置,国内外对SVC 的研究集中在控制策略上,模糊控制、人工神经网络、和专家系统等智能控制手段也被引入SVC 控制系统,使用SVC 系统的性能更加提高。

但是由于无功补偿新技术与新装置,即SVG等的突出优点,使得无功补偿技术未来发展的方向主要以电力电子及其逆变技术为核心开发出的性能更为优越的装置。

无功补偿和谐波抑制始终有着密切的关系,两者的技术发展与进步是相互协调的。

有源滤波器可以克服无源滤波器在实际运行中补偿特性易受电网阻抗变化和运行状态影响,与系统发生谐波放大甚至并联谐振的缺陷。

无功功率补偿系统毕业设计论文

摘要本文介绍无功补偿装置，此装置分三相六路采集电压和电流信号经多路开关送到A/D进行模数转换，利用S3C2440计算无功功率，根据电压和无功两个判别量对系统电压和无功实行综合调节，以保证电压在合格范围内，同时实现无功基本平衡。

在补偿方式上，选用了并联电容器补偿。

并联电容器是一种提供无功功率的非常经济的电力装置，并具有价格低廉、安装灵活、操作简单、运行稳定、维护方便等优点。

以晶闸管作为无触点投切开关，使用编码投切方式，实现对电容器的无过渡过程快速投切。

S3C2440进行控制，通过检测电压和无功功率，对多级电容器组进行分相投切，补偿效果快速准确、安全、洁净及易于控制。

关键词：无功补偿S3C2440 电压并联电容器分相投切AbstractThis paper introduces the reactive power compensation device, this device is divided three six road collecting voltage and current signals by a multichannel selective switch to A/D conversion. S3C2440calculation of reactive power, according to the voltage and reactive power two discriminant volume on system voltage and reactive power comprehensive regulation, in order to ensure the qualified voltage, while realizing reactive power equilibrium. On compensation way, selection of the parallel capacitor compensation, shunt capacitor is a reactive power economic power device, shunt capacitor with low price, flexible installation, simple operation, stable running, convenient maintenance and so on. And to the thyristor as a non-contact switch, use of code switching mode, realize the capacitor without the transition process of fast switching. Using S3C2440control, by detecting the voltage and reactive power, the multistage capacitor group split-phase switching, compensation effect quickly and accurately, safe, clean and easy to control.Key words: reactive power compensation S3C2440 voltage shunt capacitor phase switching目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 无功补偿的目的和意义 (1)1.2 国内外发展状况 (2)1.2.1 无功补偿方式的发展现状 (2)1.2.2 无功补偿技术的发展趋势 (5)1.3 本文研究的主要内容 (5)第2章无功补偿的原理及调节判据 (7)2.1 无功补偿原理 (7)2.1.1 无功补偿的主要作用 (8)2.1.2 无功补偿电容器的容量的选择 (10)2.2 并联电容器补偿 (10)2.3 并联补偿电容器的配置原则 (12)2.4 调节判据的选择 (13)2.5 电容器组的投切对系统电压和无功的影响 (14)第3章主系统设计 (17)3.1 工作过程 (17)3.2 电容器投切接线方式选择 (19)3.3 电容器组投切方式 (20)3.4 晶闸管电压过零触发电路 (23)3.5 器件的选型 (25)3.5.1 晶闸管的选型 (25)3.5.2 电抗器的选型 (26)第4章硬件电路设计 (29)4.1 主控制器 (29)4.2 电源电路设计 (31)4.3 电压电流检测电路设计 (33)4.4 功率因数角检测电路设计 (35)4.5 按键电路设计 (38)4.6 显示电路设计 (39)4.7 投切控制电路设计 (40)第5章软件设计 (42)5.1 电网参数采集模块 (43)5.2 按键模块部分 (44)5.3 显示模块 (44)5.4 投切控制模块 (45)经济与社会效益分析 (47)结论 (48)致谢 (49)参考文献 (50)附录 (53)CONTENTSAbstract (Chinese) (I)Abstract (English) (II)The first chapter Introduction (1)1.1 The purpose and significance of reactive power compensation11.2 The domestic and foreign development condition (2)1.2.1 The current situation of the development of reactivepower compensation (2)1.2.2 Reactive power compensation technology developmenttrend (5)1.3 The main contents of this paper (5)The second chapter The principle of reactive compensation and control criteria (7)2.1 Reactive compensation principle (7)2.1.1 The main role of reactive power compensation (8)2.1.2 Reactive compensation capacitor capacity selection (10)2.2 Parallel capacitor compensation (10)2.3 Shunt compensation capacitor allocation principle (12)2.4 The choice of regulation criterion (13)2.5 Capacitor on system voltage and reactive power impact (14)The third chapter The main system design (17)3.1 Working process (17)3.2 Capacitor wiring mode selection (19)3.3 Capacitor bank switching mode (20)3.4 Thyristor voltage cross zero trigger circuit (23)3.5 Device selection (25)3.5.1 Thyristor type selection (25)3.5.2 Reactor type selection (26)The fourth chapter Hardware circuit design (29)4.1 Master controller (29)4.2 Power circuit design (31)4.3 Voltage and current detecting circuit design (33)4.4 Power factor angle detection circuit design (35)4.5 Key circuit design (38)4.6 Design of display circuit (39)4.7 Switching control circuit design (40)The fifth chapter Software design (42)5.1 Power grid parameter acquisition module (43)5.2 Key module (44)5.3 Display module (44)5.4 Switching control module (45)Economic and social benefit analysis (47)Conclusion (48)Thank (49)Reference (50)Appendix (53)第1章绪论1.1无功补偿的目的和意义随着国民经济持续快速增长，工业企业的数量不断增加，人们生活水平不断提高，使用电量的需求大大增加。

毕业设计任务书-无功补偿(Q)

毕业设计任务书一．设计题目：110kV线路提高功率因数工程初步方案二．原始资料1、某石油管理局管道输油110kV电力网一次接线图如图1所示，相关参数标于图中。

6kV1+j1MVA1+j1MVAT3图1某管道输油电力网一次接线图2、电力网各元件参数和继电保护情况（1）变压器T1参数：变比330／121kV（2）变压器T2参数：SFZ9-6300/110±8×1.5% ,变比110／6kV, 接线组别Y／△－11（Y,d,11）△P0=8.2kW，△Pk=36.4kW，Uk%=9.8，I%=0.42（3）变压器T3参数：与T2参数相同（4）110kV线路参数：导线型号LGJ-185，Deq=5m3、电力网运行环境海拔：3000m 最高气温：300C 最低气温：-400C4、存在问题由于110kV线路太长，负荷太轻，导致110kV线路供电公司关口电表功率因数太低（平均cos＝0.27），线路末端电压过高，超过了国家对负荷功率因数要求的规定，造成很大的经济损失。

三．设计内容1．分析110kV线路关口电表功率因数低的原因，提出改进措施；2．分析提高功率因数的几种方案并比较方案；3．最佳方案的电气设备选择和保护配置（厂家、设备参数、价格等）；4．最佳方案的经济性分析；5．补偿并联电抗器对系统的影响分析。

四．设计成品1．写出设计报告说明书（电子版）；2．最佳方案的电气主接线图和保护配置图（电子版）；3．网上收集两篇关于并联电抗器和功率因数的论文；4．收集相关的规程、规范和规定。

五．设计参考和遵守的标准规范参考资料1. 电力系统设计手册－高压电抗器选型P231 中国电力出版社2. 电力系统电压和无功功率技术导则SD325-1989 国家电力公司3. 电力系统稳定和控制［加］PRABHA KUNDUR P4194. 湖北省超高压输变电企业标准Q/GYD T04.02电抗器技术规范P2-15 湖北省电力公司5. 湖北省超高压输变电企业标准Q/GYD T04.02电抗器继电保护技术规范P4-54 湖北省电力公司6. 电气主设备继电保护原理与应用并联电抗器保护P463-473 中国电力出版社7. 电力系统设计技术规程SDJ161-1985 国家电力公司8. 电力系统继电保护和自动装置设计规范GB50062-19929.电力系统10.继电保护和自动装置六．时间安排第一周：1.收集功率因数、无功补偿和并联电抗器有关规程、规范和相关资料；2.电力网的潮流计算，求关口电表的功率因数和线路末端电压；3.设计无功补偿的几种方案。

毕业设计方案kV配电线路实时动态无功补偿研究

本科生毕业设计<论文）题目 10kV配电线路实时动态无功补偿研究电气与自动化工程学院<系）自动化专业学生姓名学号指导教师职称指导教师工作单位起讫日期摘要本文分析了无功功率对电力系统的不良影响，说明了无功补偿的必要性和重要意义，以无功补偿技术及装置的发展进程为线索，分析了不同时期无功补偿技术状况及特点，以实例说明了我国10kV配电系统无功补偿的应用情况。

从无功补偿的基本理论出发，阐述了无功补偿的基本原理、基本方法，说明了无功补偿的作用，进行了无功补偿的策略分析。

本文介绍了晶闸管的工作特性和参数，研究了晶闸管串联技术，针对目前晶闸管投切电容器进行无功补偿存在的主要问题，提出了用晶闸管串联开关投切10kV电容器的方案，给出了晶闸管串联开关的静态和动态均压方法，设计出了主电路结构，并对晶闸管参数的选择进行了分析和计算。

对晶闸管触发技术进行了详细的分析和研究，给出峰值电压触发方式的数字电路的设计方案，并通过了仿真实验，阐述了晶闸管触发系统的抗干扰措施。

基于MATLAB仿真软件，本文对电容器投切控制及晶闸管触发装置进行了实验研究，并得出与理论分析一致的结论。

关键词：无功补偿；动态无功补偿装置；晶闸管；触发控制电路； MATLAB仿真ABSTRACTThis paper analysis the adverse effects of reaction power in the power system, illustrates the necessity of using the method of reaction power compensation and its important significance. With the development process of reactive compensation technology and its devices, expounds the stales and characteristics about var compensation technology in the different periods. By living example the paper illustrates reaction power compensation’s appl ication for lOkV distribution line in our country. Begining with the basic theory of reaction power compensation, illustrates the basic principles and basic compensation methods, and its function.The paper introduces the working characteristics and parameters of the thyristor, investigate the thyristor’s specialty and technique in series, in allusion to the problem existences in reactive compensation with capacitor at presently ,bring forward the advanced utility technique investigated controlling lOkV capacitor with thyristor switch in series, brought forward the static state and dynamic voltage, designed the main circuit framework which used with reason, analysis and calculates the thyristor’s parameters for its selected .I study thyristor trigger’s tech nic, device a digital circuit under max value burst mode and complete it’s emulation text. I expatiate the measure of devaluing disturb for thyristor trigger system.Under the MATLAB power simulation environment,capacitor input-elimination control and thyristor-trigger control were studyed, the same result of theory analysis were get.Key word ：reactive power compensation。

【学士论文】毕业设计(论文)-动态无功补偿控制器的研究与设计

【学士论文】毕业设计（论文）-动态无功补偿控制器的研究与设计***学院SHANDONG INSTITUTE OF BUSINESS AND TECHNOLOGY 毕业论文(设计) GRADUATION THESIS（DESIGN）动态无功补偿控制器的研究与设计Study and Design ReactiveCompensation Controller2009年 5 月20 日May 20, 2009评阅人意见评阅人签字：年月日动态无功补偿控制器的研究与设计[摘要] 针对电力系统中无功补偿装置发展的现状，研制出了一种基于DSPTMS320LF2407控制的低压动态无功补偿装置。

作为无功补偿控制器和电网监测器的统一体，该装置以实时的电网监测数据为依据，以城镇低压网（220V）的最佳无功补偿为对象。

本文主要研究了无功补偿对电网性能的改善，无功补偿装置的控制方式及原理，和控制器的硬件设计。

系统硬件上采用了TI公司的16位定点DSPTMS320LF2407控制，具有比传统的单片机控制运算速度高，实时性好的特点。

采用晶闸管控制投切电容器，全数字化控制，全中文液晶显示界面实时显示系统运行状况，完全实现了电容器的快速，无弧，无冲击投切，具有优良的性能。

在投切原则上，与常见的功率因数控制方案相比较，采用无功功率控制，避免了轻载振荡。

为了实现装置应具有的功能，本文设计并制作了较为完整的控制电路及其外围设备的硬件电路。

它们包括触发电路、采样电路、显示电路及通讯电路等。

在本文中，还介绍了电网谐波对补偿装置的影响，以及装置在电网谐波含量超标时采取的保护措施。

最后，对无功补偿装置的发展和DSP 控制技术的发展进行展望。

[关键词] 无功补偿电力监测数字信号处理器Study and Design Reactive Compensation Controller[Abstract] Contra-posing the developmental actuality of reactive power compensation system in power system, a DSP (Digital Signal Processor) system is designed based on TMS320LF2407 for reactive power dynamic compensation. As the combination of reactive power controller and electric power wire's measurement, this device's working theory is based on the real-time data of the electric power wire and it's intention is to complete the most felicitous compensation for the reactive power which exists in the 220V electric power wire.The paper mainly includes the followed parts: the ameliorating of the net's capability by the reactive power compensation, the control method and principle of reactive power compensation device and the hardware design of the device. The device's hardware core is the 16-bit fix point DSPTMS320LF2407 produced by TI corp ,which has many merits such as high operating speed and high real-time. The system adopts thyristor as switch that connect capacitors to main circuit, numeralization control, and Chinese menu LCD.Interface displaying system's run-time Status momentarily. It actualizes the capacitor's speediness, no arc, no percussion switching, and has superior performance. Mention of switching law, control method considering reactive power, comparing with familiar control method considering power factor, avoids oscillation on the condition of light loading. In order to realize system's required function, this paper designs and realizes comparatively integrate microcomputer controlled circuit and its peripherals circuit, including triggering circuit, sampling circuit, displaying circuit and communicating circuit. This paper also points out the influence of harmonics to the compensation system, and the protect measurement in the condition of high harmonics on the power net. At last, the paper looks in to the future of the development of reactive power compensation and the technique of DSP controller.[Keywords] reactive power compensation monitor ofelectric power wire digital signal processor (DSP)***学院2009届毕业论文目录第一章绪论 (1)1. 1无功补偿的意义 (1)1.1.1 无功功率的分布对电压有决定性的影响 (1)1.1.2 无功功率在线路中的传输引起的损耗 (2)1.1.3 负荷无功功率对系统电压的影响 (2)1.2无功补偿装置的发展现状 (2)1.2.1无功补偿装置的发展 (2)1.2.2 当前无功补偿装置分类 (4)1.3无功补偿装置的选择 (7)第二章控制方案的DSP实现 (8)2.1 引言 (8)2.2 设计任务 (9)2.3 主电路设计 (10)2.4主控制器芯片的选取 (12)2.5 硬件设计 (13)2.5.1 模拟信号输入处理单元 (13)2.5.2 LF2407DSP系统模块 (17)2.5.3 执行单元 (20)2.5.4 显示及通讯电路设计 (22)2.6 软件设计 (24)2.6.1 主程序 (24)2.6.2 电容器投切原则 (26)2.6.3 中断程序 (26)2.6.4 串行实时时钟电路读写程序 (28)2.7可靠性、抗扰性设计 (29)第三章总结与展望 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录第一章绪论1. 1无功补偿的意义电压是衡量电能质量的一个重要指标。

毕业设计——无功补偿智能控制器设计(全套)

X X 科技大学本科毕业设计论文题目无功补偿智能控制器设计学院名称信息与电气工程学院专业班级电气工程及其自动化学生姓名 XX 学号指导教师完成时间： 20 年 6月 10日毕业设计（论文）任务书学院信电学院专业电气工程及其自动化班级0—1班姓名一、毕业设计（论文）题目：无功补偿智能控制器设计二、毕业设计专题：基于CS5464的无功补偿控制器三、毕业设计（论文）的主要原始资料：（1）无功补偿器额定电压为380V（2）无功补偿器最小补偿容量为50Var（3）无功补偿器最大补偿容量为2kVar四、毕业设计（论文）应解决的主要问题：（1）三相电网各参数的采样与测量（2）无功补偿装置电容器的投切策略（3）电容器的无涌流投入五、毕业设计（论文）附件（图纸、软件、译文等）：（1）主控电路原理图等（2）外文参考文献及翻译（3）六、任务发出时期：2012.4.15 毕业设计（论文）完成日期2012.6.10 指导教师签字：系主任签字：摘要长期以来电力系统网络损耗问题比较突出，而无功补偿是降低线损的有效手段。

随着电力系统负荷的增加，对无功功率的需求也日益增加。

在电网中的适当位置装设无功补偿装置成为满足电网无功需求的必要手段。

本文在详细分析无功补偿的基本原理和控制方法的基础上，研究了一种基于CS5464的TSC型智能无功补偿控制器设计方案。

该无功补偿控制器在硬件上采用三片CS5464芯片测量三相电网的各参数，选用C8051F022单片机为主控制单元，完成数据的简单处理、无功自动调节、电压检测与控制、数据存储与显示等功能，投切装置采用过零触发可控硅控制器，以抑制投切涌流。

此外，还设计了一些外围辅助硬件，包括采样调理电路、人机界面（按键、液晶等）、光电隔离、数据存储以及电压报警等；采用了模块化的设计方法，由模块到整体构成了控制器稳健的软件体系。

在电网电压/无功功率复合控制策略的基础上，编写了简洁稳健的代码实现控制算法。

该方案设计的控制器最多能够控制16路电容器组，可以应用在电网三相共补、三相分补以及三相共补与分补相结合的电容器组等容量配置的无功补偿装置中。

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这些冲击负载和感性负载大量地消耗电网无功功率，从而拉低功率因数，造成电网电压的波动，电网的安全且正常运行受到了巨大的挑战。

于此同时负载不断地变化使固定无功补偿的传统方法完全没有办法满足现代工业环境的需要。

本文大致可看成以下几个部分：（1）完成了动态无功补偿装置的总体方案设计。

在分析对比传统静止无功补偿装置的优缺点后，构建了一种动态无功补偿装置拓扑结构。

并根据动态无功补偿装置的拓扑结构，设计了其控制系统方案以及主电路、操作回路电路等。

（2）动态无功补偿器的拓扑结构。

（3）完成了动态无功补偿装置的控制系统软件设计。

本章进行动态无功补偿装置的控制系统软件设计，其中主要包括PLC程序设计和显示设备监控程序设计这两部分。

通过PLC程序进行调节，然后通过显示设备将参数和各类数据直观地体现出来。

通过相关技术对现有的无功补偿技术的研究与分析，完成对动态无功补偿器控制系统的软件设计。

据博思数据发布的2016-2022年中国无功补偿系统市场分析与投资前景研究报告表明，2020年功率半导体全球市场规模有望达231亿美元。

2014年-2020年，平均增长率为6.4%。

到2020年，市场规模有望是2014年的1.5倍。

2020年以来，工业和汽车方面的需求将带动市场发展，到2025年，功率半导体全球市场规模达339亿1000万美元，2020 年-2025年间，年平均增长率将达到8.0%。

工业领域，新能源、UPS、铁路方面的功率半导体需求增加。

日本、美国的光伏发电需求旺盛，风力发电欧洲的需求较大。

此外，工业用机器人、半导体生产设备等业务发展形势较好，Servo电动机用IPM增加。

铁路方面，除中国市场以外，东南亚、印度、南美方面的投资较多。

虽然目前已经在电网中使用一些无功补偿装备，但多数是使用固定电容投切的方法，显然无法满足如今用户的实际需求。

为了更好地满足用户需求以及稳定电网的运行，就需要对电网中所需求的无功功率进行时实检测，及时调节，即需要对目前无功补偿的方法、补偿装置等加以改进，建立完整地检测和调节系统[5]。

随后，出现了静止无功补偿技术，静止无功补偿装置在最早期的时候是基于饱和电抗器设计的。

随着电力电子等相关技术的发展，晶闸管在无功补偿范畴中的使用达到了巅峰，并占据了静止无功补偿装置的半壁江山。

随着此类技术的进一步发展，出现了静止无功发生器这一装置。

1.2相关技术国内外研究的现状随着近现代科技的发展，无功补偿是无功功率补偿的简称，半导体器件的运用越来越广泛，需求也就越大，但是它带了许多的负面影响，比如电网过压，供电质量降低等等后果。

而无功补偿装置即可以改善电路环境，又能减少补偿损耗，何乐而不为。

虽然无功补偿装置的成本相对来说比较大，但只要技术在不断的改进与改善，收益一定会越来越大。