配电综合测控仪的研究与开发

根据供电企业对配电测控功能的新要求,已经研制了以嵌入式系统ARM7处理器为核心的新一代配电综合测控仪,新一代配电测控仪实现了对电气量的高速采集技术和谐波计算、功率补偿、电能质量的数学模型的建立及在线实时计算的方法。并且本文进行了对新一代测控仪硬件电路设计,采样数据的处理方法,以及软件设计思路和测控仪的实现技术进行了详细的描述。配电测控仪经实验室试验和现场实际应用表明,本文给出和完成的电路设计,采用的算法和实现技术是完全可行的。 本文主要包括以下几个部分内容: (1)介绍配电综合测控仪的研究现状及其发展方向、无功补偿的原理和控制策略以及谐波和无功电流检测方法,重点研究了不同接线方式的电容器的投切暂态影响,以及谐波与并联电容器之间的相互危害,并提出解决方案。 (2)完成了该装置的软硬件设计,详细分析了设计过程及其功能特点,包括控制芯片、检测计算、投切控制和执行机构以及抗干扰设计,并介绍了本控制器的硬件电路结构设计,给出了控制器的实物图片。在软件设计中采用了快速傅立叶变换对负载电压、电流进行谐波分析,以无功功率作为主要投切判据,以电压及电流谐波畸变率作为辅助判据,消除了在轻载状态下的投切振荡,避免电容器因谐波过大而导致损坏,同时该装置设计了人机接口以及上位机通讯串行通讯接口。 (3)进行了该装置的研制和现场实验,并介绍了研制情况和实验结果,实验结果分析表明,该装置有效提高了功率因数,减少了无功电流,同时也并证明了本课题理论研究的正确性及装置的有效性和实用性。 最后,对整个设计、开发过程以及结果进行总结,指出了本课题所研制的配电综合测控仪装置的优缺点,并提出了需改进的方向及方法。