風(fēng)柴互補(bǔ)供電系統(tǒng)無功補(bǔ)償控制裝置軟件設(shè)計(jì)



摘 要

本文以風(fēng)柴互補(bǔ)供電系統(tǒng)為背景，分析和研究無功補(bǔ)償控制裝置的軟件設(shè)計(jì)方法。在硬件條件確定的情況下，論述了無功補(bǔ)償裝置軟件的控制策略和控制方法。系統(tǒng)采用 單片機(jī)，該單片機(jī)是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能的CMOS 8位單片機(jī)，具有運(yùn)算速度高，實(shí)時(shí)性好的特點(diǎn)。

作為一種用于低壓小型電網(wǎng)的無功補(bǔ)償裝置，該裝置的軟件設(shè)計(jì)以實(shí)時(shí)的電網(wǎng)參數(shù)為輸入值，以無功功率為主要控制量，以提高電網(wǎng)功率因數(shù)為主要控制目標(biāo)。本文針對(duì)實(shí)際應(yīng)用背景，以現(xiàn)有的無功補(bǔ)償控制方法為依據(jù)，調(diào)整和改善了控制策略，在提高控制裝置的可靠性和穩(wěn)定性方面提出了創(chuàng)新性的見解，力求實(shí)現(xiàn)精確補(bǔ)償?shù)目刂颇繕?biāo)。

該裝置可跟蹤電網(wǎng)無功功率的慢速變化并自動(dòng)補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了無功補(bǔ)償裝置的優(yōu)化運(yùn)行，具有體積小、原理簡單、智能投切等優(yōu)點(diǎn)。


關(guān)鍵詞：無功補(bǔ)償；單片機(jī)；低電壓


 


 


 


 


 




Abstract

This article analyzes and researches a kind of software design for reactive power compensation control device , based on the wind and diesel power system . It discourses control strategies and methods of the reactive power compensation device on the software side , In the case of determined hardware conditions . This device's hardware core is AT89C51 SCM , which has many merits such as high operating speed . This CMOS 8-bit Single-chip Microcomputor , produced by American ATMEL Corporation , works at low voltage and high performance .

As a reactive power compensation device for small , low-voltage power grid , the device's software uses real-time network parameters as its input values , regards reactive power as its main control volume , and sees power factor improvement as the main control objective . This paper backgrounds for practical application , and is based on existing methods of reactive power compensation . In this paper , control strategies have been adjusted and improved , and innovative ideas have been put forward , in improving the reliability and stability of the the control device , and in striving to achieve the target of precise control . 

This device can automatically track and compensate slow changes of the reactive power , and can achieve optimal running conditions . It is small size , simple in principle , intelligent switching and so on .

Key Words:  reactive power compensation;  SCM;  low voltage


 


 


 


目 錄

第一章 課題的研究背景 1

1.1 風(fēng)柴互補(bǔ)供電系統(tǒng)概述 1

1.1.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的概念 1

1.1.2 風(fēng)力發(fā)電的無功功率特性 1

1.1.3 柴油發(fā)電機(jī)的概念和特點(diǎn) 2

1.1.4 風(fēng)柴互補(bǔ)供電系統(tǒng)的概念 3

1.1.5 風(fēng)柴互補(bǔ)供電系統(tǒng)的特點(diǎn) 4

1.2 無功補(bǔ)償概述 4

1.2.1 無功功率的概念 4

1.2.2 無功功率的影響 4

1.2.3 無功補(bǔ)償?shù)母拍?#160;5

1.2.4 無功補(bǔ)償?shù)囊饬x 6

1.3 無功補(bǔ)償裝置概述 6

1.3.1 并聯(lián)電容器無功補(bǔ)償裝置 6

1.3.2 靜止無功補(bǔ)償裝置 7

1.3.3 靜止同步無功補(bǔ)償裝置 8

1.4 本課題主要研究的內(nèi)容 8

1.4.1 課題的題目要求 8

1.4.2 課題的題目解讀 9

第二章 無功補(bǔ)償?shù)脑砗头椒?#160;10

2.1 無功補(bǔ)償?shù)脑?#160;10

2.1.1 感性無功功率和磁場(chǎng)儲(chǔ)能 10

2.1.2 容性無功功率和磁場(chǎng)儲(chǔ)能 11

2.1.3 無功補(bǔ)償?shù)脑矸治?#160;12

2.2 無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t 13

2.2.1 電力部門規(guī)定的無功補(bǔ)償原則 13

2.2.2 本課題執(zhí)行的無功補(bǔ)償原則 14

2.3 無功補(bǔ)償?shù)姆绞?#160;14

2.3.1 無功補(bǔ)償幾種常見方式 14

2.3.2 本課題選擇的無功補(bǔ)償方式 14

2.4 無功補(bǔ)償?shù)目刂品绞?#160;15

2.4.1 幾種控制方式的比較 15

2.4.2 本課題選擇的控制方式 15

2.5 無功補(bǔ)償?shù)目側(cè)萘?#160;16

2.5.1 集中補(bǔ)償方式下總補(bǔ)償容量的確定 16

2.5.2 本課題無功補(bǔ)償總?cè)萘康拇_定 16

2.6 并聯(lián)電容的投切方式 17

2.6.1 常見的電容投切方式 17

2.6.2 本課題選擇的電容投切方式 18

2.7 本課題的電容容量配置方案 18

2.7.1 電容器型號(hào)的選擇 19

2.7.2 電容容量配置方案 20

第三章 無功補(bǔ)償裝置的軟件設(shè)計(jì) 23

3.1 無功補(bǔ)償裝置的硬件環(huán)境 23

3.1.1硬件的結(jié)構(gòu)原理框圖 23

3.1.2硬件的電路原理框圖 23

3.2 無功補(bǔ)償裝置的控制策略 24

3.2.1 控制策略的前期分析 24

3.2.2 控制策略的具體描述 27

3.3 軟件設(shè)計(jì)的前期分析 28

3.3.1 單片機(jī)的并行I/O端口分析 28

3.3.2 單片機(jī)的串行接口分析 29

3.3.3 單片機(jī)的中斷源分析 29

3.3.4 軟件的功能分析 31

3.4 軟件的功能性框圖設(shè)計(jì) 32

3.4.1 軟件的模塊劃分 32

3.4.2 軟件的一級(jí)框圖 33

3.4.3軟件的二級(jí)框圖 34

3.5 軟件的RAM內(nèi)存分配 37

3.5.1 自定義標(biāo)志在內(nèi)存中的分配 37

3.5.2 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)在內(nèi)存中的分配 39

3.6 軟件主要模塊的分析與設(shè)計(jì) 39

3.6.1 相位檢測(cè)模塊的設(shè)計(jì)
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