静止型无功补偿器监测系统的设计与实现

【摘要】：大量冲击性、不平衡负荷的增加使得电力系统产生了供电电压波动和闪变、三相电压不平衡等严重的电能质量问题。因此,在负荷端进行动态无功补偿来提高电力系统稳定水平,减少电能损耗具有十分重要的意义。而无功补偿监测系统是静止型无功补偿(SVC)装置设计和运行的重要环节,它起着运行信息管理中心的作用。本课题就是设计和开发一套静止型无功补偿器监测系统。 本课题的静止无功补偿装置是与鞍山华夏电力电子公司共同开发的研究项目。SVC全数字控制系统是SVC装置的主体,包括SVC控制器和监测系统两部分。SVC控制器部分采用主从式双处理器系统来实现SVC全数字控制系统,包括一片DSP和一片MCU。其中DSP作为从机主要完成无功补偿算法的数字运算,而MCU作为主机完成通信,控制等功能,并与工控机一起实现监测系统的数据通信。 为了解决电弧炉等冲击性负荷引起严重的供电系统电压波动和三相不平衡问题,本文研究了无功补偿策略,将矢量控制思想移植到动态无功补偿中,建立了晶闸管控制电抗器(TCR)型SVC平衡化补偿模型。通过对负荷电流进行基于电网电压定向的矢量变换,实现其基波正序、负序分量的分离以及基波有功、无功分量的解耦,并计算出补偿电纳值。此外,对TCR型SVC平衡化补偿模型进行了仿真,仿真结果显示本文所采用的基于电网电压定向矢量变换的平衡化补偿策略具有较高的精度和优良的动态性能,其补偿效果不受负荷谐波电流的影响。 为实现对SVC装置的实时运行集中监测,本文以VB.NET为监测系统的开发环境,设计了静止型无功补偿器监测系统。在通信系统上,采用串行通信方式,用RS232连接工控机与MCU主机,设计通信系统协议完成二者之间的通信。对无功补偿监测系统进行了开发,设计并实现了系统实时状态监控、工控机与MCU的通信,以及相关数据、图表分析显示功能。系统已投入试运行,效果良好。