DSP智能无功补偿及谐波抑制的研究

【摘要】： 随着电力电子技术的发展和广泛应用,电力系统中非线性大功率干扰性负荷的种类、数量都在迅速增加,多数非线性负载的冲击性和不平衡性使电网的无功损耗增加,并造成波形畸变。大量的无功功率在电网中传输将使电能利用率大大降低且严重影响供电质量,波形畸变造成的谐波对电网带来极大的危害,若不加以控制,会严重影响电网安全、经济的运行。因此在电网中装设无功补偿装置成为满足电网无功需求,节约电能的重要方法。 目前电力系统无功补偿措施尚存在以下问题即:无功补偿装置运行可靠性低、优化性能差、运行不经济;以传统的投切电容方式来投切电力电容器不科学,在轻载时会出现反复投切致使设备寿命缩短;在投切电力电容时没有考虑各电容使用的次数应基本平衡;当电力系统出现较强的高次谐波时,功率因数控制器测量出现紊乱,系统失控。 针对当前供电系统存在的问题和常用无功电容补偿装置存在的不足,作者对电力系统的实际运行情况进行了广泛的调研,就如何解决上述问题进行了深入研究。本文首先介绍了国内外无功补偿应用的现状和发展趋势,以无功功率理论为基础,分析并研究了一种新型的以TMS320LF2407DSP芯片为核心的智能无功补偿装置。此无功补偿装置主要针对大中型工矿企业功率因数低,不能满足供电部门的要求而设计,具有谐波抑制功能,能够防止因过电压,过电流等原因而导致电容爆炸或由于电容的投切不合理造成电能质量变坏。在硬件上本装置采用DSP芯片自动测量系统电压,工作电流,电容电流,功率因数,无功功率,并采用进口晶闸管控制投切电容器组,实现全数字化,液晶显示,具有联网通讯功能。在软件上,采用C语言编程,遵循模块化设计的原则,提高了系统的通用性并易于以后的维护和升级。本装置在电厂进行试验,实验结果表明,该控制器具有投切控制测量精确,动态抑制系统谐波,实时跟踪负荷变化,电容投切准确快捷,高可靠性,操作方便,响应速度快等优势,完全满足实时控制的要求,证明了方案的可行性。