天津大学仁爱学院本科生毕业设计.doc

天津大学仁爱学院本科生毕业设计（论文）开题报告课题名称 无功功率补偿控制器系 名信息工程系专 业自动化学生姓名陈翔指导教师 车延博（内容包括：课题的来源及意义，国内外发展状况，本课题的研究目标、研究内容、研究方法、研究手段和进度安排，实验方案的可行性分析和已具备的实验条件以及主要参考文献等。）一 课题的应用背景目前，我国的电网，特别是广大的低压电网，普遍存在功率因数较低、电网线损较大的情况。导致此现象的主要原因是众多的感性负载用电设备设计落后，功率因数较低。比如我国的电动机消耗的电能占全部发电量的70%，而由于设计和使用等方面的原因我国电动机的功率因数往往较低，一般约为。 在这种情况下，采用无功补偿节能技术，对提高电能质量和挖掘电网潜力是十分必要的，世界各国都把无功补偿作为电网规划的重要组成部分1。从我国电网功率因数和补偿深度来看，我国与世界发达国家有不小差距。因此大力推广无功补偿技术是非常必要的，并且从以下数据，我们也能看出发展无功补偿所能带来的巨大经济效益。2、 国内发展现况在电力系统中，电压和频率是衡量电能质量的两个最基本、最重要的指标。为确保电力系统的正常运行，供电电压和频率必须稳定在一定的范围内。频率的控制与有功功率的控制密切相关，而电压控制的重要方法之一是对电力系统的无功功率进行控制。早期的无功补偿装置为并联电容器和同步补偿器，多用在系统的高压侧进行集中补偿。至今并联电容器仍是一种主要补偿方式，应用范围广泛，只是控制器在不断的更新发展。同步补偿器的实质是同步电机，当励磁电流发生改变时，电动机可随之平滑的改变输出无功电流的大小和方向，对电力系统的稳定运行有好处。但同步补偿器成本高，安装复杂，维护困难，使其推广使用受到限制。 随着近代电力电子技术的出现和发展，无功补偿技术也随之发展。在第一个工业用晶闸管出现之前，电子半导体由于功率过小，在直流传动，交流传动，电磁合闸，交流不间断电源和无功补偿等领域内一直没有得到应有的推广使用3。晶闸管的出现标志着电力电子技术的诞生，并以此为起点，随着半导体制造技术和变流技术的发展，新型的电力电子器件不断问世，由此引发了众多行业的变革，如交流变频调速技术的蓬勃发展。同样电力电子技术对无功补偿技术也带来了新的发展契机。3、 研究目标设计一个具有数据与状态显示，参数设定，自动循环投切，手动循环投切，复位、报警、保护功能的无功功率补偿控制器。4、 研究内容本课题研究以低压电网无功补偿改造为背景，研制一种低压无功功率补偿控制器。作为一种非实时的无功补偿装置，该装置以定时的电网监测数据为依据，以城镇低压网(220V)的无功补偿为对象。本文主要研究无功补偿对电网性能的改善，以及控制器的软硬件的配置。5、 研究方法与手段系统采用AT89C51单片机，该单片机是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能的CMOS 8位单片机，具有运算速度高，实时性好的特点；软件则使用汇编语言进行编译；人机操作界面采用LCD显示，显示效果较好；A/D转换采用ADC0809，是一款比较实用的A/D转换装置。该装置可跟踪电网无功功率的变化并自动补偿，实现了无功补偿装置的优化运行，具有体积小、原理简单、智能投切等优点。六、进度安排1、2012.12.15-2013.03.15 查找资料，了解无功功率补偿控制器，完成开题报告。2、2013.03.16-2013.03.24 展开研究，形成论文提纲。深入学习并与指导老师沟通研究，构思设计方案。3、2013.03.25-2013.04.03 对无功功率补偿控制器做进一步的论证并确定最终方案。4、2013.04.04-2013.04.12 熟悉51单片机，并制作硬件系统。5、2013.04.13-2013.04.24 进行系统软件的设计。6、2013.04.25-2013.05.02 系统调试。7、2013.05.03-2013.05.10 系统改善。8、2013.05.11-2013.06.06 撰写论文，准备答辩。七、方案可行性分析无功功率补偿技术已经比较成熟，文献资料丰富，根据现有的硬件设备可以完成该项研究。八、主要参考文献1 方向晖中低压配电网规划与设计基础M北京：中国水利水电出版社，2004：56892 刘黎明，刘涤尘，史进智能式动态无功补偿装置的研究J电力情报，1998，22(3)：4589.3 南余荣，李刚，鲁聪达基于单片机的复合开关及其在低压无功补偿中的应用J现代电子技术2004，28(15)：1567.4 吴启富，王主丁配电网无功综合优化的补偿模型及其应用J四川电力技术, 1994：1061105 刘凤君市电电能质量补偿技术M北京：科学出版社，2005：691116 胡秀娟浅议低压电网无功补偿的几种方法J电力与能源2007年35期7 梅丽凤，王艳秋单片机原理及接口技术M北京：清华大学出版社，2004：551028 刘焕平，韩树新ADC0809和AT89C51的一种接口方法J石家庄师范专科学校学报2002-69 丁毓山单片机与无功补偿M南京：南京大学出版社，2006：8612110 康华光，陈大钦电子技术基础M高等教育出版社，2004：101511 彭沛夫，张桂芳微机控制技术与实验指导M北京：清华大学出版社.，2005：152 15712 胡汉才单片机原理及其接口技术M清华大学出版社，2004：15515913徐君毅.单片微型计算机原理及应用M.上海:上海科技大学出版社，2002.14王正洪，蒋益兴。一种新的功率因数补偿算法及实现J.电子技术应用，1998，11：35-36.15陈建泽.单片微型计算机原理及其应用M北京：北京师范大学出版社，1987. 16贺康益.电力电子技术基础M.杭州：浙江大学出