智能无功补偿控制器的设计
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摘要
本文从无功补偿的基本原理出发，分析了无功补偿的必要性及其所能产生的经济效益；确定了无功补偿的几种基本方法，对无功补偿中所遇到的最佳补偿容量问题进行了分析和探讨，研究并解决了补偿电容器在运行中的几种异常现象。
在TSC型无功补偿装置的基础上设计了一种新型的低压智能无功补偿控制器。该控制器以MSP430F149为控制核心，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，实现了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可靠运行的难题。控制器具有历史数据存储功能，能够对电网运行状况进行监测，通过后台软件的分析处理给出各项电网参数的运行曲线，可方便地对控制器性能和电网运行状况作出评估。控制器在现场通过无线通信实现与用户的数据交互，通过RS485总线实现远程通信和远程控制。
该低压智能无功补偿装置运行以来，系统运行稳定可靠并实现了预期的目标。
The necessary and the economic benefit of reactive power compensation are analyzed in the paper, based on the essential principle. Some different kinds of basic methods of reactive power compensation are discussed, and the problem of the optimum size for Shunt Capacitor Bank(SCB) is analyzed. The abnormal performances of SCB in running status are researched and resolved.
Based on the TSC reactive compensation equipment, a new low-voltage intelligent controller is designed, which can slove switched-capacitor without instantaneous rush current by means of zero-crossing triggering of SCR components, and can realize auto-tracking reactive power, compensating and auto-switching SCB. MSP430F149 MCU is used as its core controller. It is shown that the algorithm in hand has the vantage of decreasing power loss and lowers of voltage and increasing the distribution system efficiency, for example power factor. The controller measures and monitors parameters of electric network, then saves preterit data of 60 days which is the evidence of the running status of electric network. And then the running curve of parameters is gained by background data process of computer. In order to conveniently realize communication between controller and operator, the method of wireless communication is applied in the control field and remote communication is solved by RS485 interface.
After the running test of the controller, the device has been put into use.
在TSC型无功补偿装置的基础上设计了一种新型的低压智能无功补偿控制器。该控制器以MSP430F149为控制核心，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，实现了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可靠运行的难题。控制器具有历史数据存储功能，能够对电网运行状况进行监测，通过后台软件的分析处理给出各项电网参数的运行曲线，可方便地对控制器性能和电网运行状况作出评估。控制器在现场通过无线通信实现与用户的数据交互，通过RS485总线实现远程通信和远程控制。
该低压智能无功补偿装置运行以来，系统运行稳定可靠并实现了预期的目标。
The necessary and the economic benefit of reactive power compensation are analyzed in the paper, based on the essential principle. Some different kinds of basic methods of reactive power compensation are discussed, and the problem of the optimum size for Shunt Capacitor Bank(SCB) is analyzed. The abnormal performances of SCB in running status are researched and resolved.
Based on the TSC reactive compensation equipment, a new low-voltage intelligent controller is designed, which can slove switched-capacitor without instantaneous rush current by means of zero-crossing triggering of SCR components, and can realize auto-tracking reactive power, compensating and auto-switching SCB. MSP430F149 MCU is used as its core controller. It is shown that the algorithm in hand has the vantage of decreasing power loss and lowers of voltage and increasing the distribution system efficiency, for example power factor. The controller measures and monitors parameters of electric network, then saves preterit data of 60 days which is the evidence of the running status of electric network. And then the running curve of parameters is gained by background data process of computer. In order to conveniently realize communication between controller and operator, the method of wireless communication is applied in the control field and remote communication is solved by RS485 interface.
After the running test of the controller, the device has been put into use.
引文
[ 1 ] Zemerick, Scott Alan . Design of a prototype personal static var compensator . ENGINEERING, ELECTRONICS AND ELECTRICAL, MAI 41/01, p. 290, Feb 2003
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[3 ] Abellan Garcia, Antonio . New control method of active power filters with unity power factor based on time-domain decomposition of the load currents. Application to four-wire industrial systems . ENGINEERING, ELECTRONICS AND ELECTRICAL, DAI-B 62/04, p. 1979, Oct 2001
[4] Chalkiadakis, Fanourios . Transformerless compensation schemes based on the modular design of the 3-level GTO-inverter . ENGINEERING, ELECTRONICS AND ELECTRICAL, DAI-B 63/07, p. 3400, Jan 2003
[5] Wu, Ming . Reactive power control equipment for power system stability and security enhancement . ENGINEERING ELECTRONICS AND ELECTRICAL, DAI-B 62/09, p. 4158, Mar 2002
[6] Sedighy, Mohammad . A robust VSC-based shunt active power filter . ENGINEERING, ELECTRONICS AND ELECTRICAL, DAI-B 60/09, p. 4804, Mar 2000
[7] Rezania, Eiraj . Contingency-constrained available transfer capability with real and reactive power limits using an interior point method . ENGINEERING, ELECTRONICS AND ELECTRICAL, DAI-B 60/03, p. 1230, Sep 1999
[8] Salamat Sharif, Saied . Optimal reactive power flow problem .
ENGINEERING, ELECTRONICS AND ELECTRICAL, DAI-B 60/07, p. 3469, Jan 2000
【9】Parihar, Pramod. Pseudo-resonant power compensator for full control of real and reactive power in distribution feeders. ENGINEERING, ELECTRONICS AND ELECTRICAL, DAI-B 58/04, p. 2045, Oct 1997
【10】MSP430x1xx Family User's Guide
【11】华福年，陈宏剑，李仁杰．无功补偿装置综述．沈阳工业大学学报，1998年6月：27—31
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【37】陈隆道，王伟华．周期信号取样非同步度的研究．电测与仪表，2000年6期：14—17
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【39】马克·皮尔森，金国峰．电压基准源的选择．电测与仪表，2001年4期：52—53
【40】潘华，黄纯等．电力参数微机测量中采样周期的优化校正方法．电力系统自动化，2002年3月：71—73
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【44】刘进海，刘志博等．基于RS-232异步串行通信接口通用通信协议的设计与实现．现代电子技术，1998年7期：8—10
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【47】陈启美，李嘉．现代数据通信教程．南京大学出版社，2000年
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【40】潘华，黄纯等．电力参数微机测量中采样周期的优化校正方法．电力系统自动化，2002年3月：71—73
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【45】靳龙章，丁毓山电网无功补偿实用技术，中国水利出版社，1999年3月
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【48】胡广书．数字信号处理．清华大学出版社，2001年1月
【49】马忠梅，籍顺心等．单片机的C语言应用程序设计．北京航空航天大学出版社，1999年1月
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