发布时间 : 星期六 文章基于单片机的无功补偿控制器更新完毕开始阅读
安徽工程大学毕业设计
外，还将增大线路的功率和电能损耗以及引起自励磁，同期困难等问题。装设并联电抗器可以补偿这部分充电功率。
2、改善沿线电压分布和轻载线路中的无功分布并降低线损。
当线路上传输的功率不等于自然功率时，则沿线各点电压将偏离额定值，有时甚至偏离较大，如依并联电抗器的补偿，则可以抑制线路电压的升高。
3、减少潜供电流，加速潜供电弧的熄灭，提高线路自动重合闸的成功率。
所谓潜供电流，是指当发生单相瞬时接地故障时，在故障相两侧断开后，故障点处弧光中所存在的残余电流。
静止补偿器的全称是静止无功功率补偿器（SVC，Static Var Compensator），有各种不同形式。目前常用的有晶闸管控制电抗器（TCR，Thyristor Controlled Resistance）、晶闸管投切电容器（TSC，Thyristor Switched Capacitor）和饱和电抗器（SR，Saturated Resistance）三种。
静止补偿器是近年来发展起来的一种动态无功功率补偿装置，电容器，电抗器，调相机是对电力系统静态无功电力的补偿，而静止补偿器主要是对电力系统中的动态冲击负荷的补偿。根据负荷变动的情况，静止补偿可以迅速改变所书车的无功功率的性质或保持母线电压的恒定。
静止补偿器实际上是将可控电抗器与电容器并联使用。电容器可发出无功功率，可控电抗器可吸收无功功率。其控制系统由可控的电子器件来实现，响应速度远远高于调相机，一般只有20MS。他主要用于冲击负荷如大型电炉炼钢、大型轧机以及大型整流设备等。另外，在电力系统的电压枢纽点、支撑点也可用静止补偿器拉提高系统的稳定性，同时，静止补偿器还可以抑制谐波对电力系统的危害。
比SVC更为先进的现代补偿装置时静止无功发生器（SVG，Static Var Generator）。SVG也是一种电力电子装置。其最基本的电路仍是三相桥式电压型或电流型变流电路。目前使用的主要是电压型。SVG和SVC不同，SVC需要大容量的电抗器、电容器等储能元件，而SVG在其直流侧只需要较小容量的电容器维持其电压即可。SVG通过不同的控制，既可使其发出无功功率，呈电容性，也可使其吸收无功功率、呈电感性。采用PWM控制，即可使其输入电流接近正弦波。 1.3 本毕业设计概述
用投切电容方式进行无功补偿,由于电容的投切是分级进行的,故产生的补偿电流也是阶跃式的,一段运行期内(例如白天和夜间)不是过补偿就是补偿,无法使电网无功功率得到恰当的补偿。另外,目前电容的投切多采用MSC(Mechanically Switched Capacitor),开关是机械式交流接触器,其接点间容易拉弧粘连,工作寿命短,响应速度慢,且投切过程还对系统产生冲击电流和冲击电压。一些电容投切装置改用无触点的固态继电器,但它成本高,在流过大补偿电流时将产生较大的额外损耗。晶闸管控制电抗器与固定电容的组合TCR+FC虽然可以达到连续补偿的目的,使电网无功功率得到完全补偿,但它同时也向电网引入谐波,与电源交换无功,而且体积大成本高。
考虑上述两种装置的缺点,我们使用了一种新的思路,采用可调电压源技术来实现新型的无功补偿工作，可调电压源的实现主要运用了开关线性复合技术来实现。该无功补偿装置的原理框图如图1-1所示，系统以单片机AT89C52为核心，对所采集到的电网信号进行分析，并根据所采集的信号实现对可调电压源的调节，使其于电网电压同频同相，以实现对无功功率的补偿。
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刘德杰：基于单片机的无功补偿控制器硬件电路设计
A/DB相电流 AC相电压 电流取样 电压取样 转换可调电压源RS-232C串行通信 AT89C52 ~220V 电源 按键电路 显示电路
图1- 1 系统的硬件结构框图
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第2章 基于SLH的连续无功补偿装置机理
采用线性开关复合功率变换技术来实现新型的无功补偿主要能够该善以往所采用的无功补偿装置在电容投切过程中所存在的冲击现象和提高无功补偿的响应速度，实现实时补偿。
2.1 新型连续无功补偿装置的基本原理 2.1.1 基本原理
图2- 1 连续补偿的基本原理
如图2-1所示，
表示电网电压，
是一个和电网电压同频同相的可调电压源，
??C是作为补偿用的电容器。负载ZL一般是感性负载。于是有：
UW?UV
ZC （2-1）1ZC??j
?C则本拓扑中，电容支路所发出的容性无功功率为：
IC??Q?UW?IC?
由式（2-2）有，当UV=0和UV=UW时，则电容支路所发出的无功功率分别为：
2UW(UW?UV) （2-2）
ZC QUV?0U2?W?UW??C （2-3） ZC QUV?UW?0 （2-4）
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刘德杰：基于单片机的无功补偿控制器硬件电路设计
由（2-3）式可知，当电容支路的可调电压源UV=0时，本装置相当于电容直接与电网相并联，对于可调电压范围在0~UW的可调电压源来说，此时本装置发出的容性无功最大。当UV=UW时，本装置不发出容性无功功率，容性支路的电流IC=0。
本装置中所发出的无功功率由两部分组成：一部分是与可调电压源相连的电容发出的无功功率QC，另一部分是由可调电压源发出的无功功率QV。QC和QV的表达式如下：
(UW?UV)2 （2-5） QC?UCIC?ZCQV?UVIC?
令
UV?D 则QC和QV可分别表示为： UWUV(UW?UV) （2-6）
ZC
UQC?(1?D)?W （2-7）
ZC22141222
由式（2-8）可知，可调电压源发出的无功功率QV与D呈非线性的关系，当D=1/2也即可调电压源的电压QV是电网电压UW的一半时，可调电压源输出最大容性无功功率：
2UQV?[?(D?)]?W （2-8）
ZC1U QVmax??W （2-9）
4ZC
当D为0或者1（也即可调电压源的电压为0或者和电网电压一样大）时，可调电压源不发出无功功率。当D大于1或小于0（也即可调电压源的电压比电网电压高或电压极性反向）时，QV为负值；换言之，可调电压源不是输出容性无功功率而发出感性无功功率。图2-2表示整个装置发出的无功功率Q，电容器发出的无功功率QC，可调电压源发出的无功功率QV和它的电压UV之间的关系。
图2- 2 Q,QC,QV之间的关系
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