变电站电压、无功综合控制的设计

摘要

一个用于测量电能质量的主要指标是电压。最重要的影响因素电压质量无功功率。因此，降低网络损耗是一个全面执行电压和变电站无功功率控制的，提高电能，确保可靠和经济的操作，并且系统的安全性的质量意义。

介绍了变电站电压无功控制的现状，阐述了电压与无功之间的关系，分析研究了变电站电压无功自动调节的原理。在对以往控制策略的讨论基础上，分析了现有控制策略的不足，提出了一种新的控制策略：原有的"九区状态图"九区加入了13个区。根据"十三区状态图"的原理，控制主变压器抽头变换器的位置和补偿电容器组开关的状态。系统以最小的动作进入第0区操作，避开主变压器分接位置和无功补偿电容器组开关。频繁的运行和振荡保证了变电站电压无功综合控制系统的稳定运行，并将变电站输出电压和无功功率的两个主要电源指标保持在合格范围内［1］。

根据已定的控制策略,本文从硬件和软件两方面进行了研究工作。由单片机系统、信号测量单元、输出控制单元、分接头位置与电容器投切状态反馈单元、显示和键盘输入单元及通讯单元六部分组成了外部硬件电路;软件方面利用单片机进行A/D采样、数值计算、显示、输入/输出及通讯操作。从而根据电压和无功功率的值按照改进的控制策略实现变电站电压和无功的综合调节与控制。通过以上研究,最终较好的实现了变电站电压无功的综合控制［1］。系统实际运行特性分析表明本文所设计十三区电压无功控制系统控制效果明显优于传统九区电压无功控制系统,损耗△P下降明显。此外在最后还提出了研究中仍存在的若干问题以及解决的设想,由此再进一步提出了未来值得研究的方向［2］。

关键词：变电站；电压补偿；无功补偿；控制策略

目录

摘要 I

目录 I

第1章 绪论 1

1.1变电站电压/无功控制研究的意义 1

1.2 研究现状和变电站电压/无功功率控制的问题策略 2

1.3实现目标及拟采用技术路线 3

1.3.1电压无功的综合控制目标 3

1.3.2课题研究拟采用的方法和手段 3

1.4本课题主要研究内容 4

第2章 电压无功综合控制原理 5

2.1 无功平衡与电压水平 5

2.2 调节原理 6

2.2.1 有载变压器分接头位置的调节 6

2.2.2 并联电容器组补偿容量的调节 7

2.2.3 无功补偿与电压变化关系的讨论 8

2.3 电压无功综合控制策略 9

2.4 小结 12

第3章 硬件设计 13

3.1 总体设计方案 13

3.2 单片机选择 13

3.3 电压及电流测量电路 14

3.3.1 电路结构 14

3.3.2 电路分析 15

3.3.3 仿真结果 15

3.4 遥测输入电路 16

3.4.1 电路结构 16

3.4.2 电路分析 17

3.5 遥控输出电路 17

3.5.1 结构 17

3.5.2 电路分析 18

3.6 小结 18

第4章 软件设计 19

4.1 编程思想总述 19

4.2 初始化程序 19

4.2.1 端口设置 19

4.2.2 中断设置 19

4.3 捕捉模块设置 21

4.4 中断子程序 21

4.5 TMR2 定时器模块 22

4.6 A/D 转换模块 22

4.7 调节程序 24

4.7.1 有载变压器分接头升降 24

4.7.2 电容器投切 25

4.8 CAN 通讯程序 25

4.9 小结 27

结论 28

参考文献 30

致谢 31