基于plc的10kv动态无功补偿控制系统svg_毕业设计论文(已修改)

　 　 　

【正文】 天津城市建设学院 本科 毕业论文 基于 PLC的 10KV动态无功补偿控制系统 (SVG) Based on PLC 10 KV dynamic reactive pensation control system(SVG) 独创性声明 本人声明所呈交的 毕业设计（ 论文 ） 是本人在 指导教师 指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以 引用 标注之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 没有伪造数据的行为 。 毕业设计（ 论文 ） 作者签名： 签字日期： 年 月 日 毕业设计（ 论文 ） 版权使用授权书 本 毕业设计（ 论文 ） 作者完全了解 学校 有关保留、使用论文的规定。 同意学校保留并向有关管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 天津城市建设学院可以 将本论文的全部或部分内容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。 （保密的 毕业设计（ 论文 ） 在解密后适用本授权说明） 毕业设计（ 论文 ） 作者签名： 指导教师 签名： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 摘 要 近年来，随着电力电子技术的 快速 发展，非线性负载的冲击性和不平衡性使电网的无功损耗增加，而电网中无功功率的传输会造成 无功 损耗以及用 电端电压下降，大量的无功功率在电网中的传输使电能利用率大大降低且严重影响供电质量。因此在电网中装设无功补偿装置成为满足电网无功需求的必要手段。 本文介绍的无功补偿装置 整个系统利用 PLC技术、 IGBT技术、链式逆变器技术等来完成。功率单元采用链式结构 , 多个 两电平 H 桥电路串联起来 , 以达到电压叠加的目的。在 10KV 系统应用时 , 每相连接多个两电平逆变器模块。 SVG由连接电抗器、逆变器组成 , 每相电路通过 IGBT 变流模块级联 , 经过连接电抗器直接接入 10KV 电网。 SVG 首先通过充电电阻对直流侧电容充电至预定值 , 之后充电接触器闭合以短接充电电阻 , 充电过程结束 , 补偿装置并入电网开始工作；并网一段时后 , 将固定电容器投入 , 主控制器根据母线侧电压、电流信号计算得出需补偿的无功电流 , 并生成逆变器所需的 IGBT 驱动信号 , 控制逆变器产生与无功电流幅值相 等、相位相反的补偿电流 , 从而实现补偿无功的目的。 关键词： 无功补偿 ； PLC； SVG； 电容 ； ABSTRACT In recent years, along with the power electronic technology development, the nonlinear load balance and the impact that the reactive power loss increases, and the power of reactive power transmission will lead to work loss and stepdown voltage, large Numbers of reactive power in the transmission grid to greatly reduce the energy utilization rate and the serious influence the quality of power supply. So in the power of reactive power pensation devices bee meet the demand of the reactive power necessary means. This paper introduces the whole system of reactive power pensation equipment use PLC technology, IGBT inverter technology, chain technology to plete. Power units used by the chain structure, multiple two level H bridge circuit series up, in order to achieve the purpose of voltage stack. In the 10 KV system application, each phase two level inverter connect to several modules. SVG by connection reactor, inverter ponents, each phase by IGBT module circuit converter cascade, after connection reactor connected directly 10 KV power grid. SVG first by charging resistance on dc side capacitance charges to a preset value after charging contactor closed with the short by charging resistance, charging process over, pensation device connection with power grid began to work。 When a grid, will be fixed capacitors investment, according to the main controller busbar voltage, current signal to the pensation calculated. Key words： reactive pensation； PLC； SVG； capacitance 目 录 第 一 章 绪论 ............................................................ 1 课题研究的背景 ................................................... 1 无功补偿研究及发展趋势 ........................................... 1 本文主要研究内容 ................................................. 3 用 PLC实现的投切电路结构及原理 ................................... 4 第 二 章 电网参数测量算法与无功补偿研究 .................................. 5 概述 ............................................................. 5 电网参数测量算法研究 ............................................. 5 无功补偿原理 ..................................................... 6 无功补偿控制量的选择 ............................................. 9 第 三 章 系统硬件设计 ................................................... 12 电子式无功功率自动补偿控制器 .................................... 12 检测功率因素值的检测单元 ................................... 12 无功功率单元与电平比较单元 ................................. 14 投切控制部分 ............................................... 14 过压保护部分 ............................................... 14 存在的主要问题 ............................................. 14 PLC 选型及模拟量扩展模块的 选择 设计 ................................ 14 自动投切程序设计 .................................................. 19 实时自动投切流程 ........................................... 19 手动投切自动流程 ........................................... 19 自动切换程序流程 ........................................... 20 投切方式的选择原则 ............................................... 21 第 四 章 系统软件设计 ................................................... 22 系统软件综述 .................................................... 22 信号采集模块 .................................................... 24 显示处理模块 .................................................... 24 保护模块 ........................................................ 26 第 五 章 实验与总结 ..................................................... 27 实验原理 ........................................................ 27 主要功能 ........................................................ 27 应用领域 ........................................................ 28 SVG 技术优势 ..................................................... 30 总结与展望 ...................................................... 31 致 谢 ................................................................. 33 参考文献 ................................................................. 34 第一章 绪论 1 第 一 章 绪论 近年来，随着我国国民经济的不断增长， 我国的电力工业也有了 迅猛 发展。同时电力网中的无功问题也已 慢慢受到 人们的 高度重视 ，这是由于随着电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛。而大多数电力电子 设备 的功率因数很低，它们所消耗的无功功率在电力系统所输送的电量中占有很大的比例。无功功率增加会导致电流的增大，设备及线路的损耗增加，导致大量有功电能损耗。同时使 电网 功率因数 降 低、系统电压下降。无功功率如果不能就地补偿，用户负荷所需要的无功功率全靠发、配电设备长距离提供，就会使配电、输电和发电设施不能充分发挥作用，降低 发、输电的能力，使电网的供电质量恶化，严重时可能会使系统电压崩溃，造成大面积停电事故。 据报道，我国平均每年因为无功分量过大造成的线损高达 15%左右，折算成线损电量约为 1200 亿千瓦时。假设全国电力网负载总功率因数为 ，采用无功补偿装置将功率因数从 提高到 时，则每年可以降低线损约 240 亿千瓦时 】【 15 。近年来，随着电网负荷的增加，对无功功率的要求也 愈来愈严格 。由于无功功率同有功功率 同等重要 ，是保证电能质量不可 或缺 的一部分。所以在电力系统中进行无功功率 补偿 必不可少 ，这对电力系统安全、可靠运行有着很重要的意义。 电力系统网络元件的阻抗主要是 阻感 性的，因此， 在 输送有功功率 时 ，就要求送电端和 用 电端的电压有一相位差，这 很容易实现 。而为了输送无功功率，则要求两端电压有一幅值差