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隨著電力系統(tǒng)對電能質(zhì)量要求的日益提高,影響電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定的無功功率及其補(bǔ)償問題越來越受到重視｡供電系統(tǒng)中已經(jīng)有大量的無功補(bǔ)償裝置投入運(yùn)行,這對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定起到了一定的作用｡然而,在類似于軋鋼等無功功率動(dòng)態(tài)變化的工業(yè)場所,由于無功功率的大小不但隨時(shí)間在不斷變化,而且變化的速度很快｡為了獲取穩(wěn)定電壓,通常要求無功補(bǔ)償裝置能快速跟隨無功電流變化,這無疑對無功電流檢測的準(zhǔn)確性和快速性提出了更高要求｡本文提出了基于瞬時(shí)無功功率理論?1? 實(shí)現(xiàn)無功快速檢測,并將檢測算法在87C196KC單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)的方法,試驗(yàn)證明,該方法具有較高的檢測精度和較快的檢測速度,是動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置的較佳檢測方案｡ 1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 無功電流檢測系統(tǒng)由模擬量變送器､模擬信號(hào)處理模塊､開關(guān)量輸入模塊､開關(guān)量輸出模塊､基于單片機(jī)的微處理系統(tǒng)､鍵盤與顯示單元等組成｡若需要根據(jù)無功電流的大小來控制電容器的投切,以實(shí)現(xiàn)無功的快速補(bǔ)償,也可以增加相應(yīng)模塊來控制電容器的投切,如由反并聯(lián)晶閘管組成的開關(guān)模塊､晶閘管的驅(qū)動(dòng)控制電路､電容器補(bǔ)償回路等｡整個(gè)控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示｡ 圖中,CPU模塊采用Intel公司生產(chǎn)的87C196KC單片機(jī),該芯片內(nèi)部有8位和10位可編程采集和轉(zhuǎn)換時(shí)間的A/D變換､ 16kB ROM以及488B寄存器RAM,它的主頻可運(yùn)行到20MHz｡87C196KC采用高速輸入/輸出(HISO)結(jié)構(gòu)進(jìn)行事件控制｡HISO口有4個(gè)輸入､6個(gè)輸出,用兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器作為系統(tǒng)時(shí)間基準(zhǔn)｡除此以外的相關(guān)硬件組成還有看門狗定時(shí)器､全雙工位串口(SIO)｡以及外設(shè)事務(wù)服務(wù)器(PTS),它由微代碼處理中斷事件,類似于DMA通道方法,這樣可以大大減少CPU響應(yīng)中斷服務(wù)的開銷｡有關(guān)87C196KC的引腳功能､控制命令格式等詳細(xì)內(nèi)容可參看參考文獻(xiàn)2｡由于87C196KC集成了完全可編程､自校準(zhǔn)､高精度的模擬數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)｡因此,用其組成無功檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,無需大量復(fù)雜外設(shè)及外圍電路｡其簡單的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得整個(gè)系統(tǒng)的工作可靠性和抗干擾能力大為提高｡ 2 無功電流的檢測原理 基于瞬時(shí)無功功率理論的ip-iq檢測法由于計(jì)算量少且有較好的實(shí)時(shí)性而得到廣泛應(yīng)用3｡在電力系統(tǒng)中,一般情況下,三相電網(wǎng)電壓都是對稱無畸變,假定負(fù)載電流是三相對稱的,考慮到負(fù)載電流可能含有諧波,因而其電壓､電流表達(dá)式可以表示為: 式中n=3k%26;#177;1,其中k為整數(shù)(當(dāng)k=0時(shí),只取+號(hào),即只取n=1),ω為電源角頻率,In､ |
