配电网智能无功补偿系统研究
毕业设计开题报告
学 生 姓 名: 学 院、系: 专 业： 设 计 题 目：
指导教师:
2011年 3 月 21 日
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学 号： xxxxxxx
信息与通信工程系 电气工程及自动化 配电网智能无功补偿系统研究
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毕 业 设 计 开 题 报 告
1．结合毕业设计课题情况，根据所查阅的文献资料,撰写2000字左右的文献综述： 文 献 综 述 一、本课题的研究背景及意义 随着国民经济的不断发展，环保意识节能意识的不断加强，对电力系统提出了更高的要求。如何在现有的基础上，保证系统的安全稳定运行，降低网损，提高供电质量，一直是电力系统追求的目标。配电系统中存在大量的感性负荷，会消耗大量的无功功率，降低系统的功率因数，造成线路电压损失加大和有功损耗增加,使电网的供电质量恶化.电力网输送的功率经过线路和变、配电设备时,都会造成功率损失，配电网无功的合理分布对提高电网的电能质量和节能降耗的影响十分重要，无功补偿是降低线损的有效措施。配电网的无功补偿对于配电网的稳定、经济运行具有重要的作用。［1] 配电网无功功率补偿是改善电压质量和降损节能的有效手段之一。合理地进行无功补偿点的选择以及补偿容量的确定，能够有效地维持系统的电压水平，提高系统的电压稳定性,避免大量无功的远距离传输,从而降低网损，减少发电费用 [2]。无功补偿点的合理选择及补偿容量的确定，能够有效地维持系统的电压水平，使系统在满足各种约束条件下网损达到最小，避免大量无功功率的远距离传输，减少系统的运行费用.因此，针对配电网实际进行无功补偿优化配置的研究具有很强的现实意义和可行性。 二、本课题国内外研究现状 为提高供电设备效率,减少供电线路电能损失，国内外自上世纪50年代初就开始进行无功功率补偿装置的研究工作，其方法主要有两种:一种是在电网上并联电容器，通过提高电网的功率因数达到减少线路电压损耗、提高供电设备利用率的目的，这种方法适用于居民、商业及小型工厂的低压供电系统；另外一种是在电网上并入同步电动机，通过改变同步电动机励磁电流的方法来改变电路负载特性，这种方法适用于大型工厂中的无功功率补偿.对电力无功控制问题,国内外作了大量的研究，取得极为可观的成果,有传统方式的电力无功自动控制装置，有以模糊理论和神经网络为基础的电力无功综合［3］控制。
近年来国内外专家、学者提出了许多基于新理论新方法的电力无功控制装置，己有
一些产品应用于生产，取得了不少宝贵经验。概括起来讲。。. 注：本部分隐去部分内容。。. 此设计为本人亲自做成功的设计之一有全套论文、英文文献翻译、电路图、protues原图，咨询不懂之处可联系qq1343737610 三、本课题发展趋势 电力网络元件及负荷的阻抗主要是电感性的，如变压器、输电线、异步电动机以及大多数的家用电器。这些负荷自然功率因数约为0。6—0.8，如果不对其进行无功补偿直接接入电网，用电负荷所需要的无功功率全靠发配电设备经长距离传送供给，势必加人电网负载！电压降和线路损耗,因此一般常用电容器作无功补偿。 并联电容器无功补偿装置性能再向前发展将受到电容器本身的局限，无论是交流接触器投切方式的无功补偿装置，还是晶闸管投切方式的无功补偿装置其向电网提供的无功功率均依赖于电容器，而电容器作为储能元件，很难突破多组设置分级投入模式,因此只能在一定范围内阶梯形调节无功电流，而无法进行连续性无功补偿。下一步无功补偿方式发展趋势将转向采用电子技术通过电参数调节进行无功和谐波的综合补偿.［7] 四、本课题相关理论 容量较大、负荷平稳且经常使用的用电设备，无功负荷宜单独就地补偿。这样,对于企业和广矿中的电动机，应该进行就地无功补偿,即随机补偿;针对小区用户终端，由于用户负荷小、波动大、地点分散,无人管理，应该开发一种新型低压终端无功补偿装置，并能满足智能型控制，免维护、体积小、易安装、功能完善、造价较低等的要求。分散无功补偿方式是其在用户负荷所在的位置就地补偿,与其他补偿方式相比,用户终端分散补偿方式更能体现以下优点：线损率可减少20％；减小电压损失，改善电压质量，进而改善用电设备启动和运行条件；释放系统能量，提高线路供电能力。缺点是低压无功补偿通常按配电变压器低压侧最大无功功率需求来确定安装容量，而各配电变压器低压负荷波动的不同时性造成大量电容器在较轻载时闲置，设备利用率不高。 ［10]
参考文献： [l]李朝青主编。单片机原理及接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，2006 ［2］黄俊.电力电子变流技术[M］.北京:机械工业出版社,1997 [3］王兆安，杨君，刘进军编著。谐滤抑制和无功功率控制。北京：水利电力出版社，1999 ［4]董振亚编著。电力系统的过电压保护.北京:中国电力出版社，1997 ［5] Eimbark EW.Power System Stability。Vol。lll.Synehronous Maehines。New York:John wiley and Sons,1956 ［6]侯博渊。变电站无功补偿设备的运行与控制四.山东：山东工业大学，1991 ［7]靳龙章，丁毓山.电网无功补偿实用技术[M]。北京：中国水利水电出版社,1997 [8］陈光东.单片微型计算机原理与接口技.武汉：华中理工大学出版社,1999 [9]彭介华。电子技术课程设计指导[M］.北京:高等教育出版社，1999 ［10］刘凤霞，黄晓彤，刘前进。配电网无功补偿算法研究综述.西北水电。2005（3) [11］康华光，陈大钦。电子技术基础模拟部分［M］.北京:高等教育出版社，2002 ［12]林尚庆,刘道康，陈作兵.配电网的无功补偿及其效益分析。大众科技.No。2。2006 [13］Rao。Guthikonda V.MieroProeessors and micro Computer system.Van Nostrand Reinhold ComPany，1982 ［14］王强，聂军.配电系统无功补偿技术方案比较.山西电力.2005， ［15］蹼贤成，钟诵平,程文。无功补偿装置中电容器的保护.农村电工.2005(9）
［16］胡汉才编著。单片机原理及其接口技术.北京：清华大学出版社,1999 [17］沈红卫.单片机应用系统设计实例与分析［M］.北京：北京航空航天大学，2003 ［18］余永全.单片机应用系统的功率接口技术[M].北京：北京航空航天大学，1993 ［19］孙肖子.模拟电子技术基础。西安：西安电子科技大学出版社，2001 [20］陈伟人。MCS一51系列单片机实用程序集锦［M］.北京:清华出版社，1998
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２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径）： 一、本课题要研究或解决的问题 1。 研究国内外无功补偿的进展情况，主要是无功补偿的研究现状、无功补偿方案、无功补偿调压措施、低压配电网无功补偿方法、现有功率因数自动控制器存在的问题. 2。 无功补偿电容组投切控制策略研究,主要分析电容投切的方案. 3。 无功自动补偿控制器的硬件设计，主要是电源、电容器、单片机、测量芯片、通信元件。 4. 无功自动补偿控制器的软件设计，包括主程序和子程序. 5。 对作出的设计进行检测检验确保设计的精确性。 二、拟采用的研究手段 1。 解析法：解析方法求解无功补偿优化配置问题,通过无功补偿的成本和效益分析,建立所需的目标函数；然后基于理想化的假设，用微积分理论，求得令目标函数最小的补偿方案。假设导线的截面均等且负荷沿馈均匀分布，经典的“2/3\"准则就是这样建立的。 2。 数学规划方法：将非线性的无功优化规划模型线性化是一些算法的出发点，如基于灵敏度分析的无功优化潮流、无功综合优化的线性规划内点法等等。在求解方法上,大多采用分段线性或逐次线性化逼近非线性规划问题,然后利用线性规划方法求解。虽然线性规划方法的计算速度快. 3。 基于人工智能的方法:人工神经网络、专家系统方法、基于随机化优化技术的方法，包括遗传算法、模拟退火以及禁忌搜索等已在配电网电容器优化配置问题中得到应用.基于随机化优化技术的方法由于能有效处理不可微的目标函数，特别适合于解决组合优化问题. 三、作者的观点和主要思路 通过设计无功补偿自动控制器来实现并联电容器的自动投切,完成无功功率的自动补偿，保证电力网的电力品质合格。以功率因数作为动作判断的依据，对电容进行投切是本设计的动作原理,以单片机作为控制器，使控制器具有很高的灵活性与可靠性.将电
网中检测到功率因数的相关参数(电压、电流、有功功率）送单片机，单片机计算出功率因数，将计算出的功率因数设定的功率因数进行比较，按控制条件发出相应的电容器投切的命令，最终达到控制无功补偿的目的。
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指导教师意见： 指导教师： 年 月 日 所在系审查意见： 教学主任： 年 月 日
