發(fā)布時(shí)間：2017-11-07 00:26

  本文關(guān)鍵詞：基于STM32F103的電量采集與無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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【摘要】：隨著智能電網(wǎng)在我國(guó)的飛速發(fā)展,對(duì)電能質(zhì)量的要求越來(lái)越高。由于電能質(zhì)量主要通過(guò)電網(wǎng)參數(shù)和無(wú)功功率來(lái)衡量,因此需要對(duì)電網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),同時(shí)需要保證無(wú)功功率的平衡。通過(guò)電量采集系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行采集、傳輸、計(jì)算和分析處理,可以克服手工傳統(tǒng)模式的一些不足。電量采集系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性、高效率、低成本、出錯(cuò)率低的特點(diǎn),能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障和故障點(diǎn),盡快排除故障,保證向用戶供應(yīng)優(yōu)質(zhì)的電能。另外,無(wú)功功率對(duì)供電系統(tǒng)和負(fù)荷的運(yùn)行非常重要。只有當(dāng)無(wú)功功率保持平衡時(shí),電力系統(tǒng)的電壓才能維持在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài),才能確保電力用戶的電能質(zhì)量,大大降低系統(tǒng)的電能損失。隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展,電網(wǎng)設(shè)備越來(lái)越多,系統(tǒng)的運(yùn)行方式也變得復(fù)雜多變,使得電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償難度增加,這時(shí)需要投入合適的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備,來(lái)確保電能的安全穩(wěn)定。本文首先闡述了電量采集和無(wú)功補(bǔ)償?shù)陌l(fā)展現(xiàn)狀,分析了目前電量采集和無(wú)功補(bǔ)償控制器的不足,并在此基礎(chǔ)上提出了實(shí)時(shí)電量采集系統(tǒng)和高精度無(wú)功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)思路,重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案,分析了系統(tǒng)功能和設(shè)計(jì)思想,提供了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、軟件模塊和系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果。本文設(shè)計(jì)的電量采集系統(tǒng)以STM32F103微處理器為核心,同時(shí)為了簡(jiǎn)化電路,還運(yùn)用了芯片ATT7022。該設(shè)計(jì)方案可以實(shí)現(xiàn)電量的實(shí)時(shí)采集與分析,對(duì)采集到的電壓、電流、無(wú)功功率以及功率因數(shù)等參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,若數(shù)據(jù)異常,微處理器STM32F103則控制相應(yīng)回路進(jìn)行修正。實(shí)踐表明,該電量采集系統(tǒng)能夠滿足電網(wǎng)智能化的要求。本文設(shè)計(jì)的無(wú)功補(bǔ)償控制器采用一款高精度三相電能專用計(jì)量芯片ATT7022測(cè)量電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù),利用光電耦合器TLP521作為隔離裝置,保證了系統(tǒng)的抗干擾性;控制單元采用高性能低功耗的8位AVR微處理器ATmega128作為主控芯片。電容投切采用功率因數(shù)和無(wú)功功率綜合控制方式控制電容器組的投切。同時(shí),采用RS-232通訊口與現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量裝置通信并進(jìn)行電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集。結(jié)果表明,該無(wú)功補(bǔ)償控制器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)功功率的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。最后,本文對(duì)后續(xù)的進(jìn)一步研究做出了展望。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM714.3

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本文編號(hào)：1150047