無功功率補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)

無功功率補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)學(xué) 生： 楊 益指導(dǎo)老師： 劉旭紅（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128）摘 要：今年來，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)GDP(國(guó)民生產(chǎn)總值)的不斷增長(zhǎng)，我國(guó)的電力工業(yè)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展。同時(shí)電力網(wǎng)中的無功問題也已逐漸引起人們的廣泛關(guān)注，各種電力電子裝置在電力系統(tǒng)、工業(yè)、交通和家庭中的應(yīng)用日益廣泛。根據(jù)這種情況，設(shè)計(jì)出一種能在低壓側(cè)裝設(shè)無功補(bǔ)償?shù)难b置通過提高電能質(zhì)量和功率因數(shù)，從而維護(hù)電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。本系統(tǒng)能提高供用電系統(tǒng)及負(fù)載的功率因數(shù)，降低設(shè)備容量，減少功率損耗。穩(wěn)定受電端及電網(wǎng)的電壓，提高供電質(zhì)量。關(guān)鍵詞：無功功率補(bǔ)償；過壓；功率因數(shù)；供電效率The Design of Reactive Power CompensationStudent: Yang YiTutor: Liu Xu-hong(Oriental Science & Technology College of Hunan Agricultural University,Changsha 410128) Abstract: In recent years,as Chinese nationl GDP (gross domestic product) is growing,Chinese prower industry has also been considerable development.While the reactive power grid problems have gradually attracted peoples attention, various power electronics devices in electric power systems,industrial,transportation and the family is used widely.According to this , a low-pressure side in the installation of reactive compensation devices is designed by improving the power quality and power factor,so as to maintain power system security and stable aperation. The system can not noly improve the electricity supply system and load power factor,but also reduce equipment capacity and power loss.It can receiving end and the stability of the grid voltage and improve the quality of power supply .Key words: reactive power compensation; overvoltage;power factor;power efficiency1 前言早期的無功補(bǔ)償裝置為同步調(diào)相機(jī)和并聯(lián)電容器。同步調(diào)相機(jī)可理解為專門用來產(chǎn)生無功功率的同步電機(jī)，可根據(jù)需要控制同步電機(jī)的勵(lì)磁，使其工作在過勵(lì)磁或欠勵(lì)磁的狀態(tài)下，從而發(fā)出大小不同的容性或感性無功功率，因此同步調(diào)相機(jī)可對(duì)系統(tǒng)無功進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。但是它屬于旋轉(zhuǎn)設(shè)備，運(yùn)行中的損耗和噪聲都比較大，運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜，成本高，且響應(yīng)速度慢，難以滿足快速動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)囊蟆２⒙?lián)電容器簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，靈活方便，但其阻抗固定，不能跟蹤負(fù)荷無功需求的變化即不能實(shí)現(xiàn)對(duì)無功功率的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，近幾年出現(xiàn)了多種電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償新技術(shù)。電力電子技術(shù)是無功補(bǔ)償技術(shù)的基礎(chǔ)，電力電子器件向快速、高電壓、大功率發(fā)展，是采用電力電子器件的無功補(bǔ)償從根本上改變了交流輸電網(wǎng)過去基本只依靠機(jī)械型、慢速、間斷及不精確的控制的局面，從而為交流輸電網(wǎng)提供了空前快速、連續(xù)和精確的控制以及優(yōu)化潮流功率的能力。 系統(tǒng)功能說明無功補(bǔ)償?shù)墓δ芊娇蛉鐖D所示。. 功能特點(diǎn)(1)以無功功率為控制物理量，控制精度高，且無投切震蕩。(2)控制參數(shù)全數(shù)字操作，使用方便，一步到位，停電數(shù)據(jù)不丟失。(3)數(shù)碼顯示電網(wǎng)功率因數(shù)、電壓、電流（二次側(cè)）和控制參數(shù)。(4)具有手動(dòng)運(yùn)行和自動(dòng)運(yùn)行兩種工作方式，方便用戶的安裝調(diào)試。(5)具有過壓判斷顯示并快速切除電容器組的功能，防止電容器組在過電壓條件下運(yùn)行。(6)具有欠流判斷顯示并禁止投入電容。(7)電流取樣信號(hào)的輸入電阻小于.5 可直接從計(jì)量回路中取出。(8)輸出路數(shù)110路。電力電容組1電力電容組10 圖1 無功功率的功能方框圖 Fig 1 Functional block diagram of reactive power compensationAY圖17 檢測(cè)功率因數(shù)程序流程圖Fig 17 Power factor testing program flow chartN圖 16 檢測(cè)電力電容容量程序流程圖Fig16 Electric capacitance detection flowchartYC2.2 技能參數(shù)2.2.1 基本參數(shù)額定電壓：AC380/AC220V10額定電流：AC05A額定頻率：50Hz5%2.2.2 控制參數(shù)目標(biāo)預(yù)置：0.70 0.99；步長(zhǎng)0.01投切延時(shí)：1255s過壓保護(hù)：240V,用戶可以自行設(shè)定欠流禁止啟動(dòng)：200mA,用戶可以自行設(shè)定3 系統(tǒng)硬件框圖控制器采用高價(jià)比的PIC16F73單片機(jī)為基本硬件，由于充分利用了計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算力和邏輯判斷力，使得本系列控制器真正做到了智能化。采用3個(gè)8段數(shù)碼管作為數(shù)據(jù)顯示，用來顯示電壓、電流、功率因數(shù)等；采用8個(gè)發(fā)光二極管（LED）指示8段數(shù)碼管顯示的數(shù)據(jù)的具體含義和系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)；分別指示：cos 、滯后、超前、延時(shí)、超壓、欠流、手動(dòng)、自動(dòng)。采用10個(gè)LED指示10路電力電容的投切狀況。點(diǎn)亮為投入，熄滅為切除。采用24C01作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)掉電存儲(chǔ)器。系統(tǒng)硬件方框如圖2所示。 PIC16F738段數(shù)碼管和LED顯示10路電力電容投切 按鍵輸入 U 、IA/D 電流和電壓的相角檢測(cè) EEPROM 圖 2 硬件方框圖 Fig 2 Hardware block diagram4 系統(tǒng)各模塊工作原理與實(shí)現(xiàn)方法4.1 系統(tǒng)的供電系統(tǒng)需要+5V 和+12V兩組直流電源。從外部引進(jìn)的一路220Vj交流電壓經(jīng)過變壓器TF3變換成AC9V電壓，橋整BRIDGE1整流成+12V10的直流電壓，穩(wěn)壓塊7805將12V穩(wěn)壓到+5V輸出，供MCU等需要+5V的器件使用。系統(tǒng)的供電電源原理圖如圖3所示。+5V在原理圖中標(biāo)注為VCC。從外部引進(jìn)的另一路220V交流電壓經(jīng)過變壓器TF4變換成AC9V電壓，橋整BRIDGE2整流成+12V10的直流電壓，經(jīng)過電解電容C7濾波后輸出，供繼電器等需要+12V的器件使用，+12V在原理圖中標(biāo)注為VDD。TF3TRANS24139V/ACBRIDGE1220V/ACC4104C5104C3470UF/25VC61000UF/16VVin1GND2Vout3U27805VCC+5V 圖3a 系統(tǒng)的供電電源原理圖Fig 3a Schematic power supply system圖3b 系統(tǒng)的供電電源原理圖Fig 3b Schematic power supply system4.2 按鍵掃描電路該系統(tǒng)中有3個(gè)按鍵，分別是：（1）功能鍵（ALTKEY）,接到MCU的RC5；（2）加鍵（ADDKEY）,接到MCU的RC4；（3）減鍵（SUBKEY）,接到MCU的RC3；如果功能鍵被按下，系統(tǒng)就進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置和手動(dòng)投切，用戶可以使用功能鍵來切換要設(shè)置的參數(shù)類型，使用加鍵或減鍵對(duì)相應(yīng)的參數(shù)值進(jìn)行修改，每一個(gè)參數(shù)類型都有相應(yīng)的LED指示燈與之對(duì)應(yīng)，在設(shè)置該參數(shù)時(shí)，相應(yīng)的LED點(diǎn)亮，以便提示用戶在修改何種類型參數(shù)，例如設(shè)置欠流時(shí)，欠流指示燈就點(diǎn)亮。當(dāng)手動(dòng)指示燈點(diǎn)亮?xí)r，就可以對(duì)10路電力電容進(jìn)行手動(dòng)投入或切除操作，按加鍵可以從第1路依次投入10路電力電容；按減鍵可以從第1路依次切除10路電力電容。按鍵掃描電路原理如圖4所示。圖4 按鍵掃描電路原理圖 Fig 4 Key scan circuit diagram4.3 電流和電壓相位差檢測(cè)電路當(dāng)電流和電壓的波形一致，即電流和電壓的相位差為零時(shí)，此時(shí)的功率因數(shù)最高，無功功率為零。當(dāng)電流和電壓的波形不一致時(shí)，存在兩種情況：一種是電流的波形在電壓的波形之前到達(dá)，這種情況稱為電流超前于電壓；另一種是電流的波形在電壓波形之后到達(dá)，這種情況稱為電流滯后于電壓。電壓與電流的相位差的余弦稱為功率因數(shù)。相位差檢測(cè)電路就是要檢測(cè)到電流和電壓的相位差，并且要檢測(cè)電流是超前還是滯后。只要檢測(cè)到這兩個(gè)數(shù)據(jù)即可控制電力電容的投入或切除。根據(jù)檢測(cè)的相位差余弦表來求得當(dāng)前的功率因數(shù)，再根據(jù)當(dāng)前功率因數(shù)與設(shè)定的功率因數(shù)比較，如果當(dāng)前的功率因數(shù)大于設(shè)定的功率因數(shù)，并且為滯后或者功率因數(shù)等于1.00，則不進(jìn)行投入，如果為超前，則切除電力電容；如果當(dāng)前的功率因數(shù)小于設(shè)定的功率因數(shù)，則進(jìn)行電容補(bǔ)償容量的判斷是否投入電容來提高功率因數(shù)，減小無功功率。電流和電壓的相位差檢測(cè)電路原理圖如圖5所示。圖5a 電流和電壓的相位差檢測(cè)電路原理圖Fig 5a Plase current and voltage detection circuit schematic圖5b 電流和電壓的相位差檢測(cè)電路原理圖 Fig 5b Phase current and voltage detection circuit schematic從圖5中可以看到，電壓不波形的采樣是采用一個(gè)變壓器TF1，TF1把交流220V電壓變換成12V的交流電壓，經(jīng)過R27限流以及D4和D5的嵌位送到LM393的第6腳負(fù)輸入端。LM393的第5腳正輸入端接地。需要注意的是，此時(shí) LM393是一個(gè)電壓比較器。因?yàn)?LM393的第5腳正輸入端接地，所以它是一個(gè)過零比較器，當(dāng)電壓波形過零時(shí)， LM393的第7腳輸出端電平反轉(zhuǎn)。 LM393的第7腳輸出端接到MCU的RAO，此時(shí)只需檢測(cè)到MCU的RAO由高到低跳變即可檢測(cè)到電壓的過零信號(hào)。圖6 過零比較器的輸入輸出波形圖Fig 6 Zero-crossing comparator input and output waveformstu/i 0 0t相位差i0tu0t圖7 電流滯后電壓的波形圖Fig 7 Current lags the voltage waveform u 0 i 0 t t相位差圖8 電流超前電壓的波形圖 Fig 8 Current leads the voltage waveform電流的波形的采樣通過一個(gè)電流互感器把0到5A的交流信號(hào)變換成0到50mA的交流小信號(hào)，再經(jīng)過R19限流以及D2和D3的嵌位送過LM393的第2腳負(fù)輸入端。LM393 的第3腳正輸入端接地。LM393在這里是一個(gè)電壓比較器，因?yàn)?LM393的第3腳正輸入端接地，即它是一個(gè)過零比較器，當(dāng)電流波形過零時(shí)， LM393的第1腳輸出端電平反轉(zhuǎn)。LM393的第1腳輸出端到MCU的RA1，只要檢測(cè)到MCU的RAI由高到低跳變就可以檢測(cè)到電壓的過零信號(hào)。過零比較器的輸入輸出波形圖如圖6所示。當(dāng)檢測(cè)到電壓波形由高到低調(diào)變即過零時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器T1，并檢測(cè)電流的波形。如果電流的波形為高，則說明電流滯后欲電壓；如果電流波形為低，則說明電流超前欲電壓。等到電流的波形過零調(diào)變時(shí)，停止定時(shí)器T1。定時(shí)器T1的值就代表了電流與電壓的相位的差的時(shí)間值，把時(shí)間值通過公式轉(zhuǎn)換成角度值，查表得到功率因數(shù)。時(shí)間值轉(zhuǎn)換角度值的公式為:=（t1250090）=(t19250) ,其中t1為相位差的時(shí)間值，為相位差的角度值，2500為90對(duì)應(yīng)的時(shí)間值（定時(shí)器每2s加1）.電流滯后電壓的波形圖如圖1-7所示。電流超前電壓的波形圖如圖8所示。4.4 電流和電壓的A/D轉(zhuǎn)換電路電流和電壓的A/D轉(zhuǎn)換電路原理圖如圖9所示。 圖9a 電流和電壓的A/D轉(zhuǎn)換電路原理圖 Fig 9a Current and voltage of the A/D converter circuit diagram圖9b 電流和電壓的A/D轉(zhuǎn)換電路原理圖 Fig 9b Current and voltage of the A/D converter circuit diagram由于PIC16F73本身帶有5路8位的A/D轉(zhuǎn)換電路，能滿足系統(tǒng)的要求，所以此時(shí)不需要外擴(kuò)A/D轉(zhuǎn)換電路。電流互感器把0到5A的交流信號(hào)變換成0到50mA的小信號(hào)，此處R21是假負(fù)載，0.05A100=5V。經(jīng)過D1的整流，C20和C21的濾波，以及R20和R22的分壓后，再送到MCU的A/D轉(zhuǎn)換通道2進(jìn)行電流值的A/D轉(zhuǎn)換。電壓變壓器把交流220V變成為交流9V的小信號(hào)電壓，經(jīng)過BRIDGEI的橋整，C23的濾波，以及R25和R24的分壓后，再送到MCU的A/D轉(zhuǎn)換通道3進(jìn)行電壓值的A/D轉(zhuǎn)換。4.5 八段數(shù)碼管和LED指示燈電路圖10 八段數(shù)碼管和LED指示燈的驅(qū)動(dòng)電路原理圖 Fig 10 Ba Duan and LED indicator LED driver circuit diagram系統(tǒng)的顯示部分采用3個(gè)八段共陽數(shù)碼管來顯示系統(tǒng)的功率因數(shù)等各種數(shù)據(jù)，8個(gè)LED指示數(shù)碼管顯示內(nèi)容的類型和系統(tǒng)和運(yùn)行狀態(tài)，另外，還有10個(gè)LED指示十路電力電容的投切情況。八段數(shù)碼管采用3片74LS164來靜態(tài)驅(qū)動(dòng)，這樣可以節(jié)約I/O口，只需要兩個(gè)I/O口即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示。8個(gè)LED燈也采用一片74LS164來驅(qū)動(dòng)，把8個(gè)LED的負(fù)端依次接到74LS16的QA到QH，然后把8個(gè)LED燈的正端連接到一起并接+5V，這樣就相當(dāng)于一個(gè)共陽的八段數(shù)碼管。八段數(shù)碼管和LED指示燈的驅(qū)動(dòng)電路原理圖如圖10所示。46 十路電力電容驅(qū)動(dòng)電路圖11 十路電力電容驅(qū)動(dòng)電路原理圖 Fig 11 Ten Road Power capacitor drive circuit schematic圖 12 十路繼電器的電路原理圖（前五路） Fig 12 Ten relay circuit schematic diagram(front Rd)圖 13 十路繼電器的電路原理圖（后五路） Fig 13 Ten relay circuit schematic diagram(after Rd)十路電力電容通過交流接觸器與三線電壓母線相連，其原理圖如圖11所示。交流接觸器的線圈由12V繼電器的常開觸點(diǎn)控制，繼電器的線圈由MCU的I/O口經(jīng)過光耦TLP521隔離后送2003驅(qū)動(dòng)來控制。十路電力電容的驅(qū)動(dòng)電路原理圖如圖11所示。十路繼電器電路前（后）五路原理圖如圖12（13）所示。 由圖11可見，MCU的RB7RB0分別控制前八路，RC7控制第九路，RC6控制第十路。舉例說明：例如要投入第一路，MCU把RB7變?yōu)榈碗娖剑琕CC通過R6限流后送到光耦U7TLP521的輸入端的正端，光耦輸入端的負(fù)端經(jīng)過LED9接到MCU的RB7，由于RB7變?yōu)榈碗娖?，所以光耦得電?dǎo)通，VDD通過光耦的輸出端送到U11DS2003的輸入端1B，U11DS2003的輸出端1C變?yōu)榈停^電器J1的線圈得電，常開觸點(diǎn)閉合，接觸器線圈得電，接觸器的常開觸點(diǎn)閉合，電力電容便接入到線路中。同時(shí)LED9點(diǎn)亮，指示第一路電力電容投入到線路中。切除的工作流程與投入的相反。圖12中的C9、R9和圖13中的C14、R14等是放電回路。當(dāng)接觸器線圈失電時(shí)，提供放電回路，消除火花。4.7 EEPROM的驅(qū)動(dòng)電路圖14 EEPROM的驅(qū)動(dòng)電路原理圖 Fig 14 EEPROM driver circuit diagram該系統(tǒng)采用一塊24C01B作為系統(tǒng)的后備存儲(chǔ)器，系統(tǒng)重要參數(shù)設(shè)置完成后保存到24C01B中，掉電后數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。當(dāng)下次系統(tǒng)重新上電后讀出相應(yīng)的參數(shù)，從而保證了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全。EEPROM的驅(qū)動(dòng)電路原理圖如圖14所示。5 軟件設(shè)計(jì)與代碼分析程序設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，主程序根據(jù)按下鍵的種類跳轉(zhuǎn)相應(yīng)的按鍵處理入口并進(jìn)行相應(yīng)的處理。若沒有使用中斷，則A/D轉(zhuǎn)換采用查詢的方法來實(shí)現(xiàn)。 當(dāng)開機(jī)按下加鍵 （ADDKEY）時(shí)，進(jìn)行電容補(bǔ)償容量的測(cè)試，測(cè)試完成后轉(zhuǎn)到功率因數(shù)檢測(cè)程序入口。當(dāng)按下功能鍵時(shí)，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，設(shè)置完成后，保存數(shù)據(jù)，然后轉(zhuǎn)MAIN循環(huán)入口復(fù)位，最終轉(zhuǎn)到功率因數(shù)檢測(cè)入口。這樣，其實(shí)就是一個(gè)大循環(huán)，依次執(zhí)行每一個(gè)操作。程序大部分時(shí)間是在運(yùn)行功率因數(shù)檢測(cè)循環(huán)中，只有在按鍵按下時(shí)才轉(zhuǎn)按鍵處理，處理完成后又開始功率因數(shù)檢測(cè)循環(huán)。下面參程序中的主要代碼進(jìn)行分析。5.1 初始化、欠流判斷和開機(jī)按鍵掃描程序初始化、欠流判斷和開機(jī)按鍵掃描程序的流程圖如圖15所示。該程序主要完成以下功能：(1) I/O口初始化，設(shè)置I/O口的輸入、輸出方向，A/D轉(zhuǎn)換相關(guān)寄存器初始化等。(2)定時(shí)器1初始化。(3)內(nèi)部RAM初始化。(4)讀EEPROM的數(shù)據(jù)到內(nèi)部RAM .(5)功能鍵（ALTKEY）掃描。(6)欠流判斷。(7)如果加鍵按下轉(zhuǎn)檢測(cè)電容補(bǔ)償容量，否則轉(zhuǎn)主程序即轉(zhuǎn)功率因數(shù)檢測(cè) 關(guān)中斷 I/O口初始化定時(shí)器1初始化內(nèi)部RAM初始化LED顯示 “999”讀預(yù)設(shè)定的參數(shù)到相應(yīng)的RAM 功能鍵按下？顯示功率因素 、過壓值等數(shù)據(jù)當(dāng)前電流大于最小啟動(dòng)電流加鍵按下？讀取參數(shù)顯示欠流Y轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)置入口轉(zhuǎn)功率因素檢測(cè)入口轉(zhuǎn)檢測(cè)電力電容容量入口YNN START0入口圖15 初始化、欠流判斷和開機(jī)按鍵掃描程序流程圖Fig15 Initialization,under current and power key scan to determiane flow chart開始5.2 檢測(cè)電力電容容量程序檢測(cè)電力電容容量程序的流程圖如圖16所示。檢測(cè)電力電容容量程序主要完成以下功能：(1) 檢測(cè)電力電容補(bǔ)償無功功率的值。(2) 把10路的電力電容容量送EEPROM保存。是第一次？ 切除所有的電容 計(jì)算無功電流保存到相應(yīng)的EEPROM中投入第一路電容計(jì)算與第一次無功電流的差值保存10路的電容補(bǔ)償容量到相應(yīng)EEPROM中顯示功率因數(shù)顯示過壓值顯示延時(shí)值 顯示最小啟動(dòng)電流值檢測(cè)電力電容容量入轉(zhuǎn)功率因數(shù)檢測(cè)入口圖 16 檢測(cè)電力電容容量程序流程圖Fig 16 Electric capacitance detection flowchart5.3 檢測(cè)功率因數(shù)程序（主程序）檢測(cè)功率因數(shù)程序的流程圖如圖17所示。檢測(cè)功率因數(shù)程序是該系統(tǒng)軟件的主循環(huán)程序即主程序。其主要實(shí)現(xiàn)以下功能：(1) 電流和電容的相位差的檢測(cè)。(2) 電流滯后或超前于電壓的檢測(cè)。(3) 計(jì)算功率因數(shù)。(4) 電流滯后于電壓時(shí)，根據(jù)功率因數(shù)和電力電容容量判斷是否投入。(5) 電流超前于電壓時(shí)，切除電容。(6) 電壓過壓檢測(cè)，如果電壓過壓，則切除電容；封鎖系統(tǒng)，直到電壓小于等于過壓值為止。(7) 電流欠流檢測(cè)，如果電流欠流，則切除電容；封鎖系統(tǒng)，直到電流大于欠流值。(8) 功能鍵（ALTKEY）檢測(cè)，如果功能鍵按下，轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)置，否則轉(zhuǎn)功率因數(shù)檢測(cè)。電壓波形由高到低跳變？啟動(dòng)定時(shí)器1等待電流的小型為高電流與電壓角度差小于90電流的波形為高？電流的波形為低？電流與電壓角度差小于90設(shè)置滯后標(biāo)志計(jì)算設(shè)置超前標(biāo)志當(dāng)前電壓超過過壓值？設(shè)置超前標(biāo)志設(shè)置滯后標(biāo)志功率因數(shù)檢測(cè)入口NYYNNYYYYN當(dāng)前電流大于最小啟動(dòng)電流？根據(jù)電容補(bǔ)償容量投入電容功能ALT按鍵按下滯后標(biāo)志為1？超前標(biāo)志為1切除 電容容錯(cuò)處理兩次的功率因數(shù)差度大于5？本次的功率因數(shù)大于上次的功率？轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)置入口轉(zhuǎn)功率因數(shù)檢測(cè)入口續(xù)圖N轉(zhuǎn)START0入口YNYYNYNYN圖17 檢測(cè)功率因數(shù)程序流程圖Fig 17 Power factor testing program flow chartYN5.4 參數(shù)設(shè)置程序參數(shù)設(shè)置程序的流程圖如圖18所示。該程序完成以下主要功能：(1) 在參數(shù)設(shè)置時(shí)掃描3個(gè)按鍵。(2) 根據(jù)功能鍵按下次數(shù)的不同，進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)的設(shè)置。(3) 功能鍵數(shù)值等于0，設(shè)置目標(biāo)功率因數(shù)值。(4) 功能鍵數(shù)值等于1，設(shè)置過壓值。(5) 功能鍵數(shù)值等于2，設(shè)置欠流值。(6) 功能鍵數(shù)值等于3，設(shè)置延時(shí)值。(7) 功能鍵數(shù)值等于4，按下加鍵，手動(dòng)投入電力電容；按下減鍵，手動(dòng)切除電力電容。(8) 功能鍵數(shù)值等于5，保存設(shè)定數(shù)據(jù)后，退后參數(shù)設(shè)置。點(diǎn)亮cos LED 指示燈 調(diào)用按鍵掃描 修改 cosALT功能鍵按下下次數(shù)為1？ALT功能鍵按下下次數(shù)為2？點(diǎn)亮欠流LED指示調(diào)用按鍵掃描修改欠流值A(chǔ)LT功能鍵按下下次數(shù)為3？修改欠流值調(diào)用按鍵掃描修改超壓值調(diào)用按鍵掃描點(diǎn)亮欠流LED指示燈點(diǎn)亮超壓LED 指示燈參數(shù)設(shè)置入口YNNYYALT功能鍵按下次數(shù)為4？手動(dòng)切除 手動(dòng)投入 手動(dòng)LED指示燈點(diǎn)亮 調(diào)用按鍵掃描 手動(dòng)投入電容將設(shè)定值保存到EEPROM中手動(dòng)LED指示燈點(diǎn)亮調(diào)用按鍵掃描手動(dòng)切除電容續(xù)圖NYNYNN轉(zhuǎn)到MAIN入口圖18 參數(shù)設(shè)置程序流程圖Fig 18 Parameter setting process flow chart6 結(jié)論由于性價(jià)比較高，目前我國(guó)廣泛使用的還是靜止補(bǔ)償（SVC）。其中，能夠進(jìn)行無功功率的基于智能控制策略的TSC仍然需要大力推廣。實(shí)際上，國(guó)內(nèi)外對(duì)SVC的研究仍在繼續(xù)，研究的重點(diǎn)集中在控制策略上，試圖借助于人工智能提高SVC的性能。隨著大功率電力電子器件技術(shù)的高速發(fā)展，未來的功率器件容量將逐步提高，應(yīng)用有源濾波器進(jìn)行諧波抑制，以及應(yīng)該柔性交流輸電系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，必將成為今后電力自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展方向。參考文獻(xiàn)1 Budeanu C I. Puissances et ficitives. Bucharest, Roman is：Inst. Romain de 1Energie,1927（3）：2322522高晶晶,趙玉林.電網(wǎng)無功補(bǔ)償技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2004,35(5)：6396443查叢梅,楊兆華,秦憶.現(xiàn)代無功功率補(bǔ)償技術(shù)發(fā)展研究.河南科學(xué).2001 (3)：2892924何大愚.柔性交流輸電系統(tǒng)概念研究的新進(jìn)展.電網(wǎng)技術(shù).1997(2)：9145Bis warupDas.Suitable configuration of ASVC for power transmission application.Electric Power Systems Research.1999,49（6）：6006576姜齊榮,王強(qiáng),韓英鐸.新型靜止無功發(fā)生器（ASVG）裝置的建模及控制.清華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,1997(7)：21257白愷,李隆平.ASVG幾種典型回路結(jié)構(gòu)的諧波分析及比較，清華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,1997(7)：30348姜強(qiáng),劉強(qiáng).新型靜止無功發(fā)生器裝置的建模及控制.清華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1998(7)：26299錢可，李常青.電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)算法綜合性能研究.電力自動(dòng)化設(shè)備，2005,25(5) 43-4510鄭健超.電力前沿技術(shù)的現(xiàn)狀和前景.中國(guó)電力，1999(10)：91311張紅,王誠梅.電力系統(tǒng)常用交流采樣方法比較.華北電力技術(shù)，1999,22(4)：252712劉春玲,王詠等.電力參數(shù)數(shù)字化測(cè)量的常用算法研究.遼寧工學(xué)院學(xué)報(bào)，2001,21(6)：171913魏民.智能型電力參數(shù)測(cè)試儀得研究與設(shè)計(jì).武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文.2003,5（5）：203014章云,謝莉萍，熊紅艷.DSP控制器及其應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001, 8（4）：22225215萬光毅.單片機(jī)試驗(yàn)與實(shí)踐教程M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005（10）：102016求是科技.8051系列單片機(jī)C程序設(shè)計(jì)完全手冊(cè)M.北京：人民郵電出版社，2006（5）：505517劉國(guó)華，胡郁樂.基于ATMEGAL128單片機(jī)的檢測(cè)接收機(jī)的研制J.儀表技術(shù)與傳感器，2005，1（12）：7818文方，李勇.基于PTR2000的單片機(jī)無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn).中國(guó).1998（6）：203019李湘江.基于VB穿行通信技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)J.機(jī)械電子，2002（1）：171820郭海麗，數(shù)字存儲(chǔ)示波器的研究與設(shè)計(jì)J.電子元件的應(yīng)用2007（5）1718致 謝本論文是在我的指導(dǎo)老師劉旭紅老師的親切關(guān)懷與細(xì)心指導(dǎo)下完成的。從課題的選擇到論文的最終完成，劉老師始終都給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。值得一提的是，劉老師對(duì)學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)，在她身上，我可以感覺到一個(gè)學(xué)者的嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)，這些都讓我獲益良多，并且將終生受用無，以后能夠?qū)W以致用。希望借此機(jī)會(huì)向劉老師表示最衷心感謝！同時(shí)要感謝的還有我的父母，他們不僅培養(yǎng)了我對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)主要文化的濃厚興趣，讓我在漫長(zhǎng)的人生旅途中使心靈有了歸依，而且也為我能夠順利的完成畢業(yè)論文提供了巨大的支持與幫助。在未來的日子里，我會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)和工作，不辜負(fù)父母對(duì)我的期望！附錄附錄1：初始化 、欠流判斷和開機(jī)按鍵掃描程序清單如下附錄2：檢測(cè)功率因數(shù)程序清單如下附錄1初始化 、欠流判斷和開機(jī)按鍵掃描程序清單如下 INCLUDE LIST P=16F73 TOIE EQU 5 TOIE EQU 2ADGO EQU 2PORTA EQU 5RA EQU 5RB EQU 6PORTC EQU 7RC EQU 7OPTIONREG EQU 81HTMR1L EQU 0EHTMR1H EQU 0FHTICON EQU 10HALTKEY EQU 5; RCADDKEY EQU 4; RCSUBKEY EQU 3; RCDISSCK EQU 2; RCDISSDA EQU 1; RCYILU EQU 0; RCERLU EQU 1;RBSANLU EQU 2;RBSILU EQU 3;RBWULU EQU 4;RBLIULU EQU 5;RB QILU EQU 6;RB BALU EQU 7;RB JIULU EQU 7;RC SHILU EQU 6;RC CTRLRELAY1 EQU 0;RB CTRLRELAY2 EQU 1;RB CTRLRELAY3 EQU 2;RB CTRLRELAY4 EQU 3;RB CTRLRELAY5 EQU 4;RB CTRLRELAY6 EQU 5;RB CTRLRELAY7 EQU 6;RB CTRLRELAY8 EQU 7;RB CTRLRELAY9 EQU 7;RC CTRLRELAY9 EQU 6;RC UW EQU 0;RA IW EQU 1;RAUN EQU 2；RAIN EQU 3；RAEEPRONSDA EQU 4；RAEEPRONSCL EQU 5；RAEEPRONWP EQU 0；RCSDAIN EQU OX01SADOUT EQU OXFEFLAGO EQU OX20FIRBIT EQU 0ZHIBIT EQU 1CHBIT EQU 2KEYBIT EQU 3STOUBIT EQU 4SQIEBIT EQU 5 TOUBIT EQU 6DECBIT EQU 7FLAG1 EQU OX21YIBIT EQU 0ERBIT EQU 1SANBIT EQU 2SIBIT EQU 3WUBIT EQU 4LIUBIT EQU 5QIBIT EQU 6BABIT EQU 7FALG2 EQU OX22JIUBIT EQU 0SHIBIT EQU 1ALTBIT EQU 2ADDBIT EQU 3SUBBIT EQU 4READB EQU 5TOTALHIGI EQU OX58TOTALLOWI EQU OX59ACCLOW EQU OX37ACC EQU OX37ACCHIGH EQU OX38REGTMR1H EQU OX39REGTMR1L EQU OX3AREG2 EQU OX39REG3 EQU OX3AIVALUE EQU OX3BUVALUE EQU OX3CLBYTE EQU OX3DHBYTE EQU OX3ECOUHEX EQU OX3FCOUZ56 EQU OX3FREG7 EQU OX3FCOUTEMP EQU OX5ATEMP EQU OX5BBITCOUNT EQU OX5A;IICBYTECOUNT EQU OX5B;IICREG0 EQU OX5CREG1 EQU OX5DREG2 EQU OX5EREG3 EQU OX5FREG4 EQU OX4BREG5 EQU OX4CREG6 EQU OX4DSAMPDELAY EQU OX75R22 EQU OX76R11 EQU OX77R00 EQU OX78REGTMEP EQU OX79REG13 EQU OX76;IICREG12 EQU OX77;IICREG11 EQU OX78;IICREG00 EQU OX79;IICREGB EQU OX7AREG62 EQU OX7BREG63