【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电网运维，尤其是涉及基于stm32单片机的多台不同容量电容补偿装置。
技术介绍
1、在电网中由于感性负载的大量使用，使得大量的无功功率在电网中流动，造成了电能的浪费和电压的不稳定，甚至损坏设备，无功功率补偿器是一种补偿装置，在电子供电系统中所承担的作用是提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境，在电力供电系统中处在一个不可缺少的非常重要的位置，合理的选择补偿装置，可以做到最大限度的减少网络的损耗，使电网质量提高。
2、以功率因数作为投切判据是电网无功控制的传统方法之一，它以电网中反映电压与电流相位差的功率因数作为控制信号来控制并联补偿电容器的投切状态，然而功率因数并不能准确反映电网中负荷的无功分量大小，往往造成电网重载时补偿不充分，轻载时容易产生投切振荡。
3、投切振荡是指控制器在电网呈欠(过)补偿时投入(切除)一组电容器后，检测到电网呈过(欠)补偿，于是判断切除(投入)一组电容器，此时电网控制器呈欠(过)补偿，控制器又投入(切除)一组电容器，如此反复地进行无效的投切动作。
4、当电网重载时，负荷的无功分量很大，但由于无功分量在负荷中所占比例较小，所测的功率因数角可能较小，甚至低于系统补偿的整定值，使控制装置对电网不做补偿，无法做到跟踪调节，造成补偿不充分。
5、当电网轻载时，功率因数角可能较大，但负荷的无功分量并不大，此时对电网进行补偿，很容易造成过补偿，补偿装置要切除电容，系统又恢复到初态。
6、如此反复，造成控制
技术实现思路
1、为了克服上述问题，本专利技术的目的是提供基于stm32单片机的多台不同容量电容补偿装置，该装置以无功功率作为投切判据，由于检测量与控制目标一致，能够真正实现无功功率缺多少补多少，超多少切多少的目的，既可避免投切振荡，又可实现电容器组的一次投切到位，避免了反复试投切对电网和电容器的影响，确保供电安全，实现可靠供电。
2、本专利技术采用的技术方案是：
3、包括检测模块、控制模块、执行模块、电源模块，
4、所述检测模块连接控制模块，所述控制模块连接执行模块，所述电源模块连接检测模块、控制模块、执行模块，
5、所述检测模块包括电压采集模块、电流采集模块、数据处理模块，所述电压采集模块连接在三相电网的电压互感器上，所述电流采集模块连接在三相电网的电流互感器上，电压采集模块和电流采集模块采集的参数传输到数据处理模块进行处理后，传送给控制模块，
6、所述控制模块包括stm32单片机、复位电路，所述控制模块以无功功率的数值作为投切依据，所述stm32单片机接收到处理后的参数信号后，在控制流程中将其和目标值进行比较，并根据比较结果发出命令，做出投切或不投切电容器的决策并将其传送给执行模块，
7、所述执行模块包括led显示器、电容投切驱动电路，所述led显示器用于显示实时的功率因数，所述电容投切驱动电路接收到控制模块的命令信号后，打开开关或关闭开关，完成补偿任务。
8、作为本专利技术的进一步描述，所述控制流程包括以下步骤：
9、第一步：系统初始化，包括设置标志位和变量的初值，中断、各模块芯片的初始化，
10、第二步：对采样的电压值、电流值进行处理，
11、第三步：对功率因数的采样数值进行处理，
12、第四步：计算无功功率的具体数值，将得到的无功功率数值与目标值进行比较，判断其是否落入目标值的范围内，
13、第五步：落入目标值范围内，延时一端时间后重新下发测量指令，返回第二步进入新的循环周期，
14、未落入目标范围内，确定最佳的投切组合，按照最佳的投切组合控制电容投切驱动电路的动作。
15、作为本专利技术的进一步描述，所述无功功率的计算方式为：
16、
17、其中，为电力系统补偿前的电压值，
18、为电力系统补偿前的电流值，
19、为补偿前的功率因数角，
20、为电力系统补偿后的电压值，
21、为电力系统补偿后的电流值，
22、为补偿后希望得到的功率因数角。
23、作为本专利技术的进一步描述，所述第四步中确定最佳投切组合的方法为：
24、根据无功功率值与目标值的比较结果，
25、若无功功率值大于目标值，判断此时电网中处于过补偿状态，从小容量电容开始切除一台电容，即控制电容投切驱动电路将最小容量的电容开关断开，返回重新比较无功功率值与目标值，若依旧大于目标值，再将剩余电容中的最小容量电容开关断开，返回重新比较无功功率在与目标值，循环比较直至无功功率值落入目标值范围内，
26、若无功功率值小于目标值，判断此时电网中处于欠补偿状态，从大容量电容开始投入一台电容，即控制电容投切驱动电路将最大容量的电容开关闭合，返回重新比较无功功率值与目标值，若依旧小于目标值，再将剩余电容中的最大容量电容开关闭合，返回重新比较无功功率在与目标值，循环比较直至无功功率值落入目标值范围内。
27、作为本专利技术的进一步描述，所述数据处理模块包括过零比较电路、a/d转换电路，
28、所述过零比较电路用于获取三相电网的功率因数值，
29、所述a/d转换电路将数据转换成stm32单片机能够识别的数字量。
30、作为本专利技术的进一步描述，所述电容投切驱动电路采用并联电容器投切，采用不同容量大小的电容并联，通过复合开关的通断实现不同容量电容器的投切。
31、作为本专利技术的进一步描述，所述并联电路采用低压集中补偿方式，在用户专用变压器的低压母线上380v 侧进行集中补偿，采用微机控制的低压并联电容器柜。
32、作为本专利技术的进一步描述，所述目标值中的功率因数为0.97。
33、作为本专利技术的进一步描述，所述电源模块采用直流电源，设计输出两路+5v稳压电源，采用集成稳压器件lm7805和 lm7812进行设计并且所有的集成稳压芯片均装有散热片。
34、本专利技术的有益效果：
35、本专利技术基于stm32单片机的多台不同容量电容补偿装置，包括检测模块、控制模块、执行模块、电源模块，所述控制模块的控制流程中以无功功率作为投切判据，由于检测量与控制目标一致，能够真正实现无功功率缺多少补多少，超多少切多少的目的，既可避免投切振荡，又可实现电容器组的一次投切到位，避免了反复试投切对电网和电容器的影响，确保供电安全，实现可靠供电。
36、本专利技术基于stm32单片机的多台不同容量电容补偿装置，所述电容投切驱动电路采用并联电容器投切，采用不同容量大小的电容并联，通过复合开关的通断实现不同容量电容器的投切，采用不同容本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于STM32单片机的多台不同容量电容补偿装置，其特征在于，包括检测模块、控制模块、执行模块、电源模块，
2.根据权利要求1所述的基于STM32单片机的多台不同容量电容补偿装置，其特征在于，所述控制流程包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于STM32单片机的多台不同容量电容补偿装置，其特征在于，所述无功功率的计算方式为：
4.其中，为电力系统补偿前的电压值，
5.根据权利要求2所述的基于STM32单片机的多台不同容量电容补偿装置，其特征在于，所述第四步中确定最佳投切组合的方法为：
6.根据权利要求1所述的基于STM32单片机的多台不同容量电容补偿装置，其特征在于，所述数据处理模块包括过零比较电路、A/D转换电路，
7.根据权利要求1所述的基于STM32单片机的多台不同容量电容补偿装置，其特征在于，所述电容投切驱动电路采用并联电容器投切，采用不同容量大小的电容并联，通过复合开关的通断实现不同容量电容器的投切。
8.根据权利要求6所述的基于STM32单片机的多台不同容量电容补偿装置，其特征在
9.根据权利要求2或4所述的基于STM32单片机的多台不同容量电容补偿装置，其特征在于，所述目标值中的功率因数为0.97。
10.根据权利要求1所述的基于STM32单片机的多台不同容量电容补偿装置，其特征在于，所述电源模块采用直流电源，设计输出两路+5V稳压电源，采用集成稳压器件LM7805和LM7812进行设计并且所有的集成稳压芯片均装有散热片。
...【技术特征摘要】
1.基于stm32单片机的多台不同容量电容补偿装置，其特征在于，包括检测模块、控制模块、执行模块、电源模块，
2.根据权利要求1所述的基于stm32单片机的多台不同容量电容补偿装置，其特征在于，所述控制流程包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于stm32单片机的多台不同容量电容补偿装置，其特征在于，所述无功功率的计算方式为：
4.其中，为电力系统补偿前的电压值，
5.根据权利要求2所述的基于stm32单片机的多台不同容量电容补偿装置，其特征在于，所述第四步中确定最佳投切组合的方法为：
6.根据权利要求1所述的基于stm32单片机的多台不同容量电容补偿装置，其特征在于，所述数据处理模块包括过零比较电路、a/d转换电路，
7.根据权利要求1所述的基于stm32单片机...
【专利技术属性】
技术研发人员：如则麦麦提·艾力，艾尼瓦尔·阿迪力，张永君，姚会兵，买买提阿布都拉·买吐孙，安西建，巨犇，艾合太木江·艾合麦提江，张翔，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司和田供电公司，
类型：发明
国别省市：
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