低压配电网中无功补偿智能电容器的研究与设计

发布时间：2020-07-01 02:31

【摘要】：近年来,随着配电网中电力电子设备和感性负载的广泛应用,电网系统无功不足的问题也日益突出,为解决这个问题,通常需要装设无功补偿装置。但是传统的硬件电子电路组成的补偿装置存在补偿精度低、补偿速度慢、投切方式不合理等问题。因此,研制智能化、高速度、可靠性高的智能无功补偿装置,对低压配电网的无功补偿具有十分重要的意义。本文以对配电网进行无功补偿、提高功率因数、改善电能质量为背景,设计了一种基于TMS320F28335的低压智能电容器。首先研究探讨了智能电容器的工作原理,主要包括电容器无功补偿原理、补偿容量的确定、过零投切技术、电容器投切控制方式以及电网参数计算方法等。然后根据智能电容器的设计规范与标准,在考虑经济性、可靠性的条件下,确定智能电容器的整体设计方案。在投切方式上,选择电压、无功十一域图投切控制方式,避免了电容器“投切振荡”现象的出现。为了满足信号监测实时性的要求,电网参数的计算采用滑动FFT算法。设计的内容主要包括硬件电路设计和软件程序设计两部分。其中硬件设计主要有信号的采样和调理电路,辅助电源电路,复合开关电路,人机接口界面,温度检测电路,CAN总线通信电路以及DSP的外围电路等。软件设计采用CCS3.3开发环境进行程序的编写,并通过模块化设计思想,使软件设计更加简单易懂、便于编写调试。软件设计主要包括系统主程序以及各个子程序的设计,并给出相应的流程图以及对其进行详细地说明。最后通过MATLAB/Simulink对智能电容器组成的无功补偿系统进行仿真验证。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM761.12;TM53
【图文】：

示意图,示意图,感性无功,无功

安徽理工大学硕士学位论文偿的概念及研究意义的无功分为感性无功和容性无功。感性无功是指电流是指电流超前于电压相位。由于配电网中的电力负荷、变压器等，需要吸收感性无功来维持其运行，因此足的问题。如果不及时对电网系统中的无功进行补偿系统功率因数，同时系统的电压也会随之而降低，所补偿[4-5]。常用的补偿方式就是在配电网中安装无功补来提供感性无功功率，使电网电源提供给感性负荷的率在电网中的流动，降低因无功功率造成的电能损耗功补偿。的基本原理如图 1-1 所示：

并联电容器,电流方程,欠补偿,过补偿

图 2-1 并联电容器无功补偿原理图inciple diagram of parallel capacitor reactive power c并联电容器后，则电流方程为CRLIII ，-2 中的（a）、（b）所示。由图（a）可知，小，此时电流 I 相位依然滞后于电压U ，即，则可能会出现电流I 超前于电压U 的情况论是欠补偿还是过补偿都能够提高电路的功U 1 2 RLI 1 2 CI I

【参考文献】