关键词： 户外柱上 无功动态补偿 单片机 无线通信

　　相对于发达国家，我国大部分的城乡电网功率因数偏低。因此提高电网的功率因数，改善电压质量，提高电能的传输效率，便成了电力系统的一个重要课题。将电容器与网络感性负荷并联是补偿无功功率的传统方法，在国内外获得了广泛的应用。而如何实现无功功率的动态补偿，特别是在户外柱上实现动态无功补偿，仍是国内外同行关注的热点。

　　电压和无功功率综合控制就是利用电压、无功两个判别量进行综合控制，以保证电压在合格范围内，同时实现无功基本平衡。当按电压无功综合控制时，电压和无功两个目标函数存在互相冲突的区域，在负荷较重时也存在电容投切频繁的问题。本装置采取的控制策略如图2-1所示

　　1.运行点在0区，即电压合格，无功也合格，不动作;

　　2.运行点在1区，即电压越上限，控制策略为切电容;

　　3.运行点在2区，即电压合格但接近于上限，与电压上限的距离小于ΔUC，无功越上限，此时控制策略为不动作;

　　4.运行点在3区，即电压合格，无功越上限，此时应进一步考虑功率因数的值，如果功率因数小于功率因数下限，则投电容，否则，不动作，这样做主要是为了防止负荷较大时投切频繁;

　　5.运行点在4区，即电压越下限，控制策略为投电容;

　　6.运行点在5区，即电压合格但接近于下限，与电压下限的距离小于UC，无功越下限，此时控制策略为不动作;

　　7.运行点在6区，即电压合格且远离下限，无功越下限，控制策略为切电容。

　　四、 控制系统的实现

　　4.1硬件总体结构

　　4.2软件总体结构

　　在单片机软件设计中采用了结构化和模块化的设计方法，如图4-2所示为单片机软件的主程序流程图。初始化程序中，除了对寄存器赋值，还要读取E2PROM中的数据判断电容器在上次掉电前是否发生故障，如存在故障则不进行控制。单片机采样数据，是从测量芯片中读取计算好的电压、电流、有功等有效数据。为保证电容器切后充分放电，设计了10分钟保护函数，在此间不进行控制。在程序设计时，侧重电容器的保护，实现的保护功能有：欠压保护、过压保护、过流保护和缺相保护。从软件上保证了装置的安全运行。

　　软件采用C语言和汇编混合编程，在软件设计中采用了定时中断存储历史数据，串行通信中断上传，下传实时数据及历史数据，硬件中断接受键盘命令察看参数或修改参数。其多任务结构如图4-3。

　　主循环

　　定时中断

　　按键中断

　　参考文献

　　1)何立民. MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术.北京航空航天大学出版社，1994

　　2)胡国根译.电力系统无功功率控制.水利电力出版社，1990

　　3)王锡凡.电力工程基础.西安交通大学出版社，1998