天津大学仁爱学院本科生毕业设计

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1、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

2、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。二、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

3、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

4、，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。三、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。四、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

5、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。五、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CMOS8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、

6、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

7、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，2004：56~89．[2]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)：45～89.[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]

8、．现代电子技术2004，28(15)：15～67.[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,1994：106~110．[5]刘凤君．市电电能质量补偿技术［M］．北京：科学出版社，2005：69~111．[6]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