基于能量采集模块的智能型无功补偿控制器.pdf

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1、基于能量采集模块的智能型无功补偿控制器!7!!应用与设计基子仪量泉票摸殃的暂仪型无功补借搜刎器徐登科,范多旺,桑兴民,唐劲旅(兰州交通大学光电技术与智能控制教育部重点实验室,甘肃兰州730070)摘要"通过对目前市场上低压无功补偿控制器比较和分析!提出了一种基于电表专用能量采集模块的智能型无功补偿控制器"该控制器简化了系统结构!缩短了系统软硬件设计开发周期!具有采样转换速度快#精度高和抗干扰能力强等优点"介绍了该控制器的能量采集模块#系统硬件结构#软件设计流程及其系统特点"关键词"无功补偿$控制器$能量采集$!-"ADC中图分类号:TM7l4.3文献标识码!

2、A文章编号!l006!6977(2007)09-0007-03IntelligentreactivepowercompensatingcontrollerbasedonenergysamplingmoduleXUDeng-ke9FANDuo-wang9SANGXing-min9TANGJin-lvKeyLaboratoryOpto-electronicTechnologyandIntelligentControlMinistryofeducation,LanzhouJiaotongUniuersity,Lanzhou730070,ChinaAbstract:

3、Byanalyzingandcomparingmanylowvoltagereactivepowercompensatingcontrollersinmarket,theintelligentlowvoltagereactivepowercompensatingcontrollerbasedonenergysamplingisproposedtopredigestthesystemstructureandtoshortentheperiodfordesigningthesystem.Thecontrollerfeaturesthefastspeedofsam

4、plingconversion,highprecisionandstronganti-jamming.Theenergysamplingmodule,hardwarestructure,softwaredesignandfeaturesaredescribed.Keywords:reactivepowercompensation;controller;energysampling;!-"ADC较复杂9而且还要完成各种电参数的计算9软件编!引言程工作量大9系统实时性降低9产品开发周期长0目前9我国现有的低压无功补偿控制器大多采控制精度低0传统的采样转换电路难以

5、保证各用单片机或DSP作为控制器的核卜9将采样到的数个元件的线性一致9再者9在选取采样点时9很难达据进行FT变换9计算系统的电压电流功率因数到电压和电流在同一时刻采样9导致电压和电流的无功功率和有功功率等电参数9然后根据所测的电采样始终存在一个相位差9因而难以保证计算的准参数做出投切电容器的命令9这类系统往往存在以确性和控制精度0下不足:鉴于以上缺点9文中介绍了一种以能量采集模硬件结构复杂0由于大多数的微控制器无块为核卜的智能型低压无功补偿控制器0ADC9这就需要扩展ADC9即便是具有ADC的微控2控制器的结构制器9通常采样精度不够高0再者9为了存放采

6、样到的大量数据9需扩展存储器9这将增加硬件设计的控制器由能量采集模块微控制器模块参数复杂性9同时也降低了系统的可靠性0整定模块人机交互模块和输出控制模块构成9其软件开发工作量大0以微控制器为核卜的低压系统结构如图l所示0无功补偿控制器通常需要FT变换9实现FT变换比2.1能量采集模块%8%!凶外由各元器件!!""7!"9#!""7!9$采用SPI方式9该器件集成有看门狗和电源电压监测功能0参数整定模块主要用于存放系统参数的整定值9包括口令投切点过压保护电流互感器变比延时时间和手动/自动模式等0!"$人机交互模块为方便用户监视系统的运行状况和完成

7、系统参数的整定9控制器提供了简单实用的人机交互功图l系统结构能模块0控制器设有多种显示模式9可实时显示系能量采集模块是以CirrusLogic公司的统的功率因数电压电流频率有功功率无功功CS546OA为核卜采样器件0该器件是电表专用的智率及投切状态等0面板上设有电参数查询设置和能芯片9具有有功功率计算引擎的CMOS单片功率数字按键0测量功能9包含2个增益可编程放大器2个!-"!"%输出控制模块调制器和2个高速滤波器0CS546OA每个通道都有输出控制模块主要根据控制器发出的控制命l个高速数字滤波器9将2个!-"调制器的输出衰令完成电容器组的投切

8、任务9因输出控制信号要送减lO借并积分0滤波器以MC