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伴随着电力电子装置的快速发展,电网中的谐波和无功功率污染问题也日益严重,不仅降低了电能质量,影响电力系统的稳定,严重时还会损坏电力设备,甚至造成电力系统事故,所以谐波抑制和无功补偿技术日益引起了人们的关注。传统补偿技术由于主控制器运算能力的限制,难以对实时信号进行有效分析,影响了补偿效果。
本文主要研究了无功补偿对电网性能的改善,无功补偿装置的控制方式及原理,控制器的软硬件设计。补偿装置控制器以TI(Texas Instruments)公司生产的16位定点DSP(TMS320LF2407A)为核心,暂态投切时控制晶闸管过零触发,避免了电容器投切时的电流冲击,实现了无功补偿的自动跟踪和电容器的自动投切。控制器液晶界面由中文显示,可实时显示系统运行状况。在软件设计中,遵循模块化设计原则,提高了系统的通用性;采用快速傅立叶变换算法(FFT)对负载电压、电流进行谐波分析;以无功功率作为主要投切判据,以电压及电流谐波畸变率作为辅助判据,消除了在轻载状态下的投切振荡,避免电容器因谐波过大而导致损坏;同时还为该装置设计了友好的人机接口以及与上位机通讯的串行通讯接口。
通过对所研制的TSC装置进行的大量实验表明该装置具有较好的动态响应性能,能快速跟踪负载的无功变化,可以实现电容器的无冲击投切。