變電站電壓、無功綜合控制的設計

摘要

一個用于測量電能質量的主要指標是電壓。最重要的影響因素電壓質量無功功率。因此，降低網絡損耗是一個全面執行電壓和變電站無功功率控制的，提高電能，確保可靠和經濟的操作，并且系統的安全性的質量意義。

介紹了變電站電壓無功控制的現狀，闡述了電壓與無功之間的關系，分析研究了變電站電壓無功自動調節的原理。在對以往控制策略的討論基礎上，分析了現有控制策略的不足，提出了一種新的控制策略：原有的"九區狀態圖"九區加入了13個區。根據"十三區狀態圖"的原理，控制主變壓器抽頭變換器的位置和補償電容器組開關的狀態。系統以最小的動作進入第0區操作，避開主變壓器分接位置和無功補償電容器組開關。頻繁的運行和振蕩保證了變電站電壓無功綜合控制系統的穩定運行，并將變電站輸出電壓和無功功率的兩個主要電源指標保持在合格范圍內［1］。

根據已定的控制策略,本文從硬件和軟件兩方面進行了研究工作。由單片機系統、信號測量單元、輸出控制單元、分接頭位置與電容器投切狀態反饋單元、顯示和鍵盤輸入單元及通訊單元六部分組成了外部硬件電路;軟件方面利用單片機進行A/D采樣、數值計算、顯示、輸入/輸出及通訊操作。從而根據電壓和無功功率的值按照改進的控制策略實現變電站電壓和無功的綜合調節與控制。通過以上研究,最終較好的實現了變電站電壓無功的綜合控制［1］。系統實際運行特性分析表明本文所設計十三區電壓無功控制系統控制效果明顯優于傳統九區電壓無功控制系統,損耗△P下降明顯。此外在最后還提出了研究中仍存在的若干問題以及解決的設想,由此再進一步提出了未來值得研究的方向［2］。

關鍵詞：變電站；電壓補償；無功補償；控制策略

目錄

摘要I

目錄I

第1章 緒論1

1.1變電站電壓/無功控制研究的意義1

1.2 研究現狀和變電站電壓/無功功率控制的問題策略2

1.3實現目標及擬采用技術路線3

1.3.1電壓無功的綜合控制目標3

1.3.2課題研究擬采用的方法和手段3

1.4本課題主要研究內容4

第2章 電壓無功綜合控制原理5

2.1 無功平衡與電壓水平5

2.2 調節原理6

2.2.1 有載變壓器分接頭位置的調節6

2.2.2 并聯電容器組補償容量的調節7

2.2.3 無功補償與電壓變化關系的討論8

2.3 電壓無功綜合控制策略9

2.4 小結12

第3章 硬件設計13

3.1 總體設計方案13

3.2 單片機選擇13

3.3 電壓及電流測量電路14

3.3.1 電路結構14

3.3.2 電路分析15

3.3.3 仿真結果15

3.4 遙測輸入電路16

3.4.1 電路結構16

3.4.2 電路分析17

3.5 遙控輸出電路17

3.5.1 結構17

3.5.2 電路分析18

3.6 小結18

第4章 軟件設計19

4.1 編程思想總述19

4.2 初始化程序19

4.2.1 端口設置19

4.2.2 中斷設置19

4.3 捕捉模塊設置21

4.4 中斷子程序21

4.5 TMR2 定時器模塊22

4.6 A/D 轉換模塊22

4.7 調節程序24

4.7.1 有載變壓器分接頭升降24

4.7.2 電容器投切25

4.8 CAN 通訊程序25

4.9 小結27

結論28

參考文獻30

致謝31