低压电网无功补偿控制器设计开题报告.doc

xxxx大学 毕业设计(论文)开题报告 自动化 学院 电气工程及其自动化 专业 级 班 课题名称：低压电网无功补偿控制器设计 学生姓名： 学 号： 指导教师： 报告日期： 1．本课题所涉及的问题及应用现状综述 问题： 近20年来，世界各地（包括美国、法国、意大利、英国、俄罗斯、日本等国）发生的由电压稳定和电压崩溃引发的大面积停电事故引起了各国的高度重视。持续了短短72?小时的8.14?美加大停电给美国造成了巨大的经济损失和社会影响，这次事故提醒人们，电网运行要有足够的无功备用容量，无功不能靠远距离传输，在电力市场环境下，必须制定统一的法规以激励独立发电商和运营商从维护整个系统安全性的角度提供充足的无功备用。 2．本课题需要重点研究的关键问题、解决的思路及实现预期目标的可行性分析 （1）关键问题 确定无功补偿的方法以及补偿容量的方法。系统中电压电流采样以及信号处理，还有控制输出电路的使用。 （2）解决思路 本次设计的装置主要是面向低压电网的，可以采用从提高功率因数需要来确定无功补偿，同时又可取标准电压作为电容器切除标准，这样既考虑到功率因数的需要，又考虑到稳定电网电压质量的要求。用电流互感采样得到交变的电流信号，在通过电路把电流信号转变为半波电压信号。控制电路采用光电隔离电路、驱动电路，控制继电器，再控制电容器组投切的形式。 （3）可行性分析 在电力系统中要设法减小相位差，提高值，称为提高功率因数，以降低无功功率，减少电能损失。由式看出若能使为零，则值为最小，功率因数最高，就是说如能使感抗和容抗最大限度地相互抵消，则线路中功率因数为最高。由容抗抵消感抗(反之亦然)从而减小的方法称为功率因数补偿。设电网的最大负荷月的平均有功功率为，补偿前的功率因数为，补偿后的功率因数为，则所需要的补偿容量的计算公式为： 若要求将功率因数由提高的而小于，则补偿容量计算为： 此设计通过单片机AT89C51与A/D转换器、电压互感器电流互感器等相结合实现数据的采样和条理、模拟信号转换为单片机可读的数字信号、单片机进行数据处理、单片机进行对显示和控制电路的控制、看门狗主要起对单片机运行状况进行检测，装置结构简单，通过硬件软件配合，稳定性高，用单片机控制，可实现真正的智能控制，具有很高的性价比。采用LCD显示，可实时显示电压、电流和功率因数等数据。控制策略比较合理。该策略既考虑到无功补偿对电容容量需求，又考虑到稳定电压质量的要求，如在高电压区间的只切不投原则和在低压区间的只投不切原则。 3．完成本课题的工作方案 设计的控制器通过判定功率因数的高低、负荷电流的大小和判定需补偿或过补偿无功功率是否大于单组电容器容量，并采用欠补偿状态连续计数等方法，来最大限度避免电容器的“误投切”和“反复投切”。控制器的结构原理图如下所示： 时间安排 第01至03周 查找设计电路的有关基础知识，搜集资料； 第04至05周 熟悉资料，理清设计电路的方案，提交开题报告； 第06至08周 购买各种器材，绘制原理图与外部接线图、仿真图，并进行仿真； 第09至13周 根据原理图设计完成硬件电路的焊接； 第14周 撰写论文，准备结尾工作。 4．指导教师审阅意见 指导教师(签字)：　　　　　　 年 月 日 说明： 本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在毕业论文(设计) 正式开始的第1周周五之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。 电压互感器 电流互感器 信号 处理 A/D 转换 单 片 机 控制 部分 LED 显示 电容器组