基于單片機(jī)的動態(tài)無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，工業(yè)現(xiàn)場中大量感性負(fù)載、復(fù)合電力負(fù)載接入電網(wǎng)中，使得工業(yè)環(huán)境變得更加復(fù)雜。傳統(tǒng)的固定無功補(bǔ)償方法和裝置無法滿足現(xiàn)代工業(yè)環(huán)境的無功補(bǔ)償需求。因此，設(shè)計具有動態(tài)調(diào)節(jié)的無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)和裝置對于現(xiàn)代工業(yè)具有現(xiàn)實意義。
　　課題組在2013湖北省科技支撐計劃項目（2013BAA009）的資助下，確定了兩種動態(tài)無功補(bǔ)償方案：方案一，PLC作為控制核心控制，電容器組+晶閘管式可變電抗器；方案二，單片機(jī)作為控制核心，電容器組+

2、IGBT式可變電抗器。本文設(shè)計基于單片機(jī)的動態(tài)無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)，產(chǎn)生PWM波控制IGBT來控制可變電抗器阻抗值，實現(xiàn)對感性負(fù)載以及復(fù)合電力負(fù)載的動態(tài)無功補(bǔ)償。
　　本文完成的主要工作和取得的成果如下：
　?。?）完成了動態(tài)無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計。介紹動態(tài)無功補(bǔ)償控制裝置的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提出動態(tài)無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)的設(shè)計要求，包括輸入輸出量的確定，系統(tǒng)功能的要求，提出了控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計方案。硬件設(shè)計方案包括控制芯片的選型，硬

3、件組成結(jié)構(gòu)，以及電能采集模塊的選擇；軟件部分包括上位機(jī)界面設(shè)計和單片機(jī)程序設(shè)計，其中單片機(jī)程序又由主程序和相關(guān)子程序組成。
　?。?）完成了動態(tài)無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)硬件設(shè)計。硬件電路主要包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、通信電路、數(shù)字量輸入/輸出電路以及IGBT驅(qū)動電路。硬件電路的設(shè)計需要根據(jù)實際需求分配單片機(jī)引腳；選擇合適的通信標(biāo)準(zhǔn)和通信協(xié)議，并有相應(yīng)的芯片進(jìn)行信號調(diào)理；設(shè)計的IGBT驅(qū)動電路具備過流保護(hù)功能，選用合適的芯片以滿足IGBT驅(qū)動功率

4、和開關(guān)頻率。
　?。?）完成了動態(tài)無功補(bǔ)償控制系統(tǒng)軟件設(shè)計。軟件部分包括單片機(jī)程序和上位機(jī)界面設(shè)計。單片機(jī)程序包括主程序、初始化程序、電能采集處理程序、Modbus通訊程序、電容調(diào)節(jié)程序、電感調(diào)節(jié)程序。電容調(diào)節(jié)和電感調(diào)節(jié)運(yùn)用相應(yīng)的策略來完成兩部分的偕同，達(dá)到最終動態(tài)無功補(bǔ)償。上位機(jī)界面設(shè)計包括登錄界面、主界面、電容投切界面、電感調(diào)節(jié)界面、實時監(jiān)測界面、故障顯示界面。
　?。?）完成了仿真測試與試驗研究。搭建仿真平臺，對動態(tài)無