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随着电网容量和用电设备的增加,用户对电力系统无功的要求也与日俱增。无功功率和谐波会导致系统功率因数和电压降低,网络传输能力下降,网损增加,使电气设备得不到充分的利用,严重时还会导致设备的损坏。所以谐波抑制无功补偿技术日益引起人们的关注,传统无功补偿补偿器由于主控制器运算能力的限制,难以对实时信号进行有效分析,影响了补偿效果。
本文首先分析无功补偿的基本工作原理和控制方式,再比较归纳各种无功补偿的原则和方式的优缺点。然后基于国内电力市场的需求现状,考虑到现代无功补偿的快速性和精度要求,设计了一种基于dsPIC+ARM智能无功补偿控制器。
在硬件设计方面,使用S3C44BOX(ARM7)和dsPIC30F6014两块CPU作为控制器,能够实现自动采样计算、无功自动调节、故障报警保护、数据存储等功能。投切部分采用过零触发电路投切电容,抑制投切涌流。控制器采用8421编码电容方式;并具有LCD液晶菜单显示,直观地显示测量的电网参数。
在软件设计方面,论文阐述了基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ的整体实现,文中详细叙述了μC/OS-Ⅱ在S3C44BOX上的移植、各个任务模块的功能流程、任务的划分和调度。
通过对所研制的TSC装置进行的大量实验,运行结果表明该控制器软硬件设计合理可行、性能稳定可靠:具有较好的动态响应性能,能快速跟踪负载的无功变化,可以实现电容器的无冲击投切。