無功補償是電力系統運行的基本要求,為了實現電力系統運行中的無功平衡,必須對各種電力負荷所需的無功進行補償。本文介紹無功補償的現實意義,分析無功補償的必要性,簡單介紹國內外無功補償技術的研究現狀,探討無功補償的幾種方式以及無功補償的基本原理。然后基于國內電力市場的需求現狀,考慮到現代無功補償的快速性和精度要求,提出了兩種以復合開關為電容投切開關無功補償控制器的設計方案,分別是基于ARM的無功補償控制器方案和基于DSP的無功補償控制器方案。

兩種控制器都能夠實現自動采樣計算、無功自動調節、故障報警保護、使用SD卡存儲數據,液晶顯示等功能,并可以與上位機通訊,存儲查詢更多的歷史數據。兩種方案在系統設計上各有所側重。 基于ARM無功補償控制器方案重點考慮降低設計的復雜度及成本控制上。主控芯片采用的是處理速度快、具有流水線結構的ARM7TDMI-S處理器LPC2220。信號的采集工作利用芯片自帶的A/D轉換通道配合少量的外圍電路完成。軟件設計基于ADS1.2開發平臺,采用嵌入式實時操作系統μC/OS-Ⅱ,使用模塊化設計的方法,把不同功能的基本函數打包在不同的文件中,在需要的時候可以直接調用。軟件設計更直觀,更便于軟件設計過程的修改與調試。 基于DSP無功補償控制器方案重點考慮測試的精確性和系統功能完善。主控芯片采用的是ADI公司Blackfin系列產品的成員ADSP-BF533。同時采用硬件同步采樣方式進行三相電信號的采集工作,A/D轉換芯片使用的是AD公司AD7656芯片。AD7656是高集成度16bit逐次逼近(SAR)型ADC芯片,可以完成6通道獨立的同步采樣,保證了采樣的精度