发布时间：2024-10-21 14:40:17 人气：
逆变器设计论文摘要
光伏系统由以下三部分组成：太阳电池组件；充、放电控制器、逆变器、测试仪表和计算机监控等电力电子设备和蓄电池或其它蓄能和辅助发电设备。
光伏系统具有以下的特点：
- 没有转动部件，不产生噪音；
- 没有空气污染、不排放废水；
- 没有燃烧过程，不需要燃料；
- 维修保养简单，维护费用低；
- 运行可靠性、稳定性好；
- 作为关键部件的太阳电池使用寿命长，晶体硅太阳电池寿命可达到25年以上；
- 根据需要很容易扩大发电规模。
光伏系统应用非常广泛，光伏系统应用的基本形式可分为两大类：独立发电系统和并网发电系统。应用主要领域主要在太空航空器、通信系统、微波中继站、电视差转台、光伏水泵和无电缺电地区户用供电。随着技术发展和世界经济可持续发展的需要，发达国家已经开始有计划地推广城市光伏并网发电，主要是建设户用屋顶光伏发电系统和MW级集中型大型并网发电系统等，同时在交通工具和城市照明等方面大力推广太阳能光伏系统的应用。
光伏系统的规模和应用形式各异，如系统规模跨度很大，小到0.3～2W的太阳能庭院灯，大到MW级的太阳能光伏电站。其应用形式也多种多样，在家用、交通、通信、空间应用等诸多领域都能得到广泛的应用。尽管光伏系统规模大小不一，但其组成结构和工作原理基本相同。图4-1是一个典型的供应直流负载的光伏系统示意图。其中包含了光伏系统中的几个主要部件：
光伏组件方阵：由太阳电池组件（也称光伏电池组件）按照系统需求串、并联而成，在太阳光照射下将太阳能转换成电能输出，它是太阳能光伏系统的核心部件。 蓄电池：将太阳电池组件产生的电能储存起来，当光照不足或晚上、或者负载需求大于太阳电池组件所发的电量时，将储存的电能释放以满足负载的能量需求，它是太阳能光伏系统的储能部件。目前太阳能光伏系统常用的是铅酸蓄电池，对于较高要求的系统，通常采用深放电阀控式密封铅酸蓄电池、深放电吸液式铅酸蓄电池等。 控制器：它对蓄电池的充、放电条件加以规定和控制，并按照负载的电源需求控制太阳电池组件和蓄电池对负载的电能输出，是整个系统的核心控制部分。随着太阳能光伏产业的发展，控制器的功能越来越强大，有将传统的控制部分、逆变器以及监测系统集成的趋势，如AES公司的SPP和SMD系列的控制器就集成了上述三种功能。 逆变器：在太阳能光伏供电系统中，如果含有交流负载，那么就要使用逆变器设备，将太阳电池组件产生的直流电或者蓄电池释放的直流电转化为负载需要的交流电。太阳能光伏供电系统的基本工作原理就是在太阳光的照射下，将太阳电池组件产生的电能通过控制器的控制给蓄电池充电或者在满足负载需求的情况下直接给负载供电，如果日照不足或者在夜间则由蓄电池在控制器的控制下给直流负载供电，对于含有交流负载的光伏系统而言，还需要增加逆变器将直流电转换成交流电。光伏系统的应用具有多种形式，但是其基本原理大同小异。对于其他类型的光伏系统只是在控制机理和系统部件上根据实际的需要有所不同，下面将对不同类型的光伏系统进行详细地描述。
电子信息工程毕业论文
823. 110kv变电站电气二次部分设计
824. 基于AT89C51的电话远程控制系统
825. 数字电子秤的设计
826. 基于单片机的数字电子钟设计
827. 湿度传感器在农作物生长环境参数监测仪中的应用
828. 基于单片机的数字频率计的设计
829. 简易数控直流稳压源的设计
830. 基于凌阳单片机的语音实时采集系统设计
831. 简单语音识别算法研究
832. 基于数字温度计的多点温度检测系统
833. 家用可燃气体报警器的设计
834. 基于61单片机的语音识别系统设计
835. 红外遥控密码锁的设计
836. 简易无线对讲机电路设计
837. 基于单片机的数字温度计的设计
838. 甲醛气体浓度检测与报警电路的设计
839. 基于单片机的水温控制系统设计
840. 设施环境中二氧化碳检测电路设计
841. 基于单片机的音乐合成器设计
842. 设施环境中湿度检测电路设计
843. 基于单片机的家用智能总线式开关设计
844. 篮球赛计时记分器
845. 汽车倒车防撞报警器的设计
846. 设施环境中温度测量电路设计
847. 等脉冲频率调制的原理与应用
848. 基于单片机的电加热炉温
849. 病房呼叫系统
850. 单片机打铃系统设计
851. 智能散热器控制器的设计
852. 电子体温计的设计
853. 基于FPGA音频信号处理系统的设计
854. 基于MCS-51数字温度表的设计
855. 基于SPCE061A的语音控制小车设计
856. 基于VHDL的智能交通控制系统
857. 基于VHDL语言的数字密码锁控制电路的设计
858. 基于单片机的超声波测距系统的设计
859. 基于单片机的八路抢答器设计
860. 基于单片机的安全报警器
861. 基于SPCE061A的易燃易爆气体监测仪设计
862. 基于CPLD的LCD显示设计
863. 基于单片机的电话远程控制家用电器系统设计
864. 基于单片机的交通信号灯控制电路设计
865. 单片机的数字温度计设计
866. 基于单片机的可编程多功能电子定时器
867. 基于单片机的空调温度控制器设计
868. 数字人体心率检测仪的设计
869. 基于单片机的室内一氧化碳监测及报警系统的研究
870. 基于单片机的数控稳压电源的设计
871. 原油含水率检测电路设计
872. 基于AVR单片机幅度可调的DDS信号发生器
873. 四路数字抢答器设计
874.单色显示屏的设计
875.基于CPLD直流电机控制系统的设计
876.基于DDS的频率特性测试仪设计
877.基于EDA的计算器的设计
878.基于EDA技术的数字电子钟设计
879.基于EDA技术的智力竞赛抢答器的设计
880.基于FPGA的18路智力竞赛电子抢答器设计
881.基于USB接口的数据采集系统设计与实现
882.基于单片机的简易智能小车的设计
883.基于单片机的脉象信号采集系统设计
884.一种斩控式交流电子调压器设计
885.通信用开关电源的设计
886.鸡舍灯光控制器
887.三相电机的保护控制系统的分析与研究
888.信号高精度测频方法设计
889.高精度电容电感测量系统设计
890.虚拟信号发生器设计和远程实现
891.脉冲调宽型伺服放大器的设计
892.超声波测距语音提示系统的研究
893.电表智能管理装置的设计
894.智能物业管理器的设计
895.基于虚拟仪器技术的数字滤波及频率测试
896.基于无线传输技术的室温控制系统设计----温度控制器软件设计
897.基于计算机视觉的构件表面缺陷特征提取
898.基于无线传输技术的室温控制系统设计----温度控制器硬件设计
899.基于微控制器的电容器储能放电系统设计
890.基于单片机的语音提示测温系统的研究
891.基于单片机的数字钟设计
892.基于单片机的数字电压表的设计
893.基于单片机的交流调功器设计
894.基于SPI通信方式的多道信号采集器设计
895.基于LabVIEW的虚拟频谱分析仪的设计
896.功率因数校正器的设计
897.全自动电压表的设计
898.基于Labview的虚拟数字钟设计
899.温度箱模拟控制系统
900.水塔智能水位控制系统
901.基于单片机的全自动洗衣机
902.数字流量计
903.简易无线电遥控系统
904.基于单片机的步进电机的控制
905.基于AT89S51单片机的数字电子时钟
906.基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计与实现
907.超声波测距仪的设计
908.简易数字电压表的设计
909.虚拟信号发生器设计及远程实现
910.智能物业管理器的设计
911.信号高精度测频方法设计
912.三相电机的保护控制系统的分析与研究
913.温度监控系统设计
914.数字式温度计的设计
915.全自动节水灌溉系统--硬件部分
916.电子时钟的设计
917.基于单片机的电阻炉温度控制系统
918.基于GSM网络的无线LED广告牌系统的设计
919.基于单片机的数字函数发生器的设计
920.基于AT89S52的无线自动车库门
921.基于单片机的自动门控系统设计
922.基于单片机的遥控灯光系统
923.基于MultiSim 8的高频电路仿真技术
924.数字式脉搏计
925.实用信号源的设计
926.无线多路遥控发射与接收
927.TL494开关电源的设计
928.数字频率计设计
929.基于单片机的电梯控制系统
930.基于单片机的产品自动计数器
931.水温控制系统的设计
932.智能音乐闹钟设计
933.防盗门密码锁的设计
934.多功能时钟打点系统设计
935.多功能倒计时显示牌
936.程控滤波器的设计
937.多功能程控电源设计
938.电子秤的设计
939.电红外线感应自动门的设计
940.单片机控制的语音录放系统的设计
941.超声波测距仪
942.MP3的设计与实现
943.±5V直流稳压电源的设计
944.用单片机进行温度的控制及LCD显示系统的设计
945.双音报警器
946.可编程动态广告牌控制系统设计
947.基于单片机的遥控灯光系统
·单片机交通灯控制系统设计--带仿真的
·压力容器液位检测装置
·电子密码锁设计
·多路智能报警器设计
·病房无线呼叫系统
·太阳能热水器中央控制器的设计与实现
·汽车安全气囊应用研究
·煤气报警器的设计
·基于AT89S51单片机的出租车计价器
·红外防盗报警器的设计
·红外声控报警系统的设计
·智能家居的发展
·超声波倒车雷达设计
·直流开关变送器的研究
·基于AT89S51单片机的数字电子钟设计
·电子时钟设计 课程设计
·基于凌阳16位单片机的智能录音电话
·基于单片机的照明控制系统
·电子日历钟
·电力监控系统
·电梯控制系统的设计
·电压型三相交流变频调速系统设计
·多点温度采集系统与控制器设计
·多功能秒表系统设计
·多路开关直流稳压电源
·公交车自动报站系统的硬件设计原理
·红外线感应灯控制系统
·交通灯定时控制系统
·快速煤质监测仪的I/O单元设计
·锂电池智能充电控制器的设计
·六相异步电机缺相运行性能分析
·煤矿井下安全监控系统的设计
·数控可调稳压电源
·音乐控制系统的设计
·面向移动机器人的远程PDA控制器通信系统设计
·面向移动机器人的远程PDA控制器主控电路设计
·开关电源的设计研究
·220KV变电站电气部分设计
·直流电机PWM控制系统
·医用数显测温仪设计
·电力负荷预测技术
·串联电容补偿装置的设计研究
·充电电池容量测试电路设计
·间冷式电冰箱电气控制实验模拟台
·基于51单片机数控直流电源的设计
·基于单片机实现红外测温仪设计
·基于单片机的数字万用表设计
·基于单片机的直流同步电机调速系统研究
·基于单片机的电子秤毕业设计论文
·红外感应水龙头
·路灯的节能控制
·多功能智能信号发生器
·锅炉液位控制系统
·电气传动控制系统
·电动自行车调速系统的设计
·脉冲电镀电源的设计
·基于MSP430单片机的多路数据采集系统的设计
·水塔水位自动控制装置
·印染丝光过程的浓烧碱的在线控制
·基于单片机的自动化点焊控制系统
·100kW微机控制单晶硅加热电源设计
·防火卷帘门智能控制装置设计
·基于单片机温湿度控制系统
·出租车计费系统设计
·基于PID控制算法的恒温控制系统
·基于CAN总线的教学模拟汽车模型的设计
·基于单片机的温度测量系统设计
·智能化住宅中的防盗防火报警系统设计
·火灾自动监控报警系统设计
·旅客列车自动报站多媒体系统
·锂电池智能充电器设计
·医疗呼叫系统设计
·基于单片机的饮水机温度控制系统设计
·基于脉宽调制技术的D类音频放大器
·双技术玻璃破碎探测器
其中这些有开题报告
1. 用单片机进行温度的控制及LCD显示系统的设计
2. 基于MultiSim 8的高频电路仿真技术
3. 简易数字电压表的设计
4. 虚拟信号发生器设计及远程实现
5. 智能物业管理器的设计
6. 信号高精度测频方法设计
7. 三相电机的保护控制系统的分析与研究
8. 温度监控系统设计
9. 数字式温度计的设计
10. 全自动节水灌溉系统--硬件部分
11. 电子时钟的设计
12. 全自动电压表的设计
13. 脉冲调宽型伺服放大器的设计
14. 基于虚拟仪器技术的数字滤波及频率测试
15. 基于无线传输技术的室温控制系统设计——温度控制器硬件设计
16. 温度箱模拟控制系统
17. 基于无线传输技术的室温控制系统设计——温度控制器软件设计
18. 基于微控制器的电容器储能放电系统设计
19. 基于机器视觉的构件表面缺陷特征提取
20. 基于单片机的语音提示测温系统的研究
21. 基于单片机的步进电机的控制
22. 单片机的数字钟设计
23. 基于单片机的数字电压表的设计
24. 基于单片机的交流调功器设计
25. 基于SPI通信方式的多通道信号采集器设计
26. 基于LabVIEW虚拟频谱分析仪的设计
27. 功率因数校正器的设计
28. 高精度电容电感测量系统设计
29. 电表智能管理装置的设计
30. 基于Labview的虚拟数字钟设计
31. 超声波测距语音提示系统的研究
32. 斩控式交流电子调压器设计
33. 基于单片机的脉象信号采集系统设计
34. 基于单片机的简易智能小车设计
35. 基于FPGA的18路智力竞赛电子抢答器设计
36. 基于EDA技术的智力竞赛抢答器的设计
37. 基于EDA技术的数字电子钟设计
38. 基于EDA的计算器的设计
39. 基于DDS的频率特性测试仪设计
40. 基于CPLD直流电机控制系统的设计
41. 单色显示屏的设计
42. 扩音电话机的设计
43. 基于单片机的低频信号发生器设计
44. 35KV变电所及配电线路的设计
45. 10kV变电所及低压配电系统的设计
46. 6Kv变电所及低压配电系统的设计
47. 多功能充电器的硬件开发
48. 镍镉电池智能充电器的设计
49. 基于MCS-51单片机的变色灯控制系统设计与实现
50. 智能住宅的功能设计与实现原理研究
51. 用IC卡实现门禁管理系统
52. 变电站综合自动化系统研究
53. 单片机步进电机转速控制器的设计
54. 无刷直流电机数字控制系统的研究与设计
55. 液位控制系统研究与设计
56. 智能红外遥控暖风机设计
57. 基于单片机的多点无线温度监控系统
58. 蔬菜公司恒温库微机监控系统
59. 数字触发提升机控制系统
60. 仓储用多点温湿度测量系统
61. 矿井提升机装置的设计
62. 中频电源的设计
63. 数字PWM直流调速系统的设计
64. 基于ARM的嵌入式温度控制系统的设计
65. 锅炉控制系统的研究与设计
66. 动力电池充电系统设计
67. 多电量采集系统的设计与实现
68. PWM及单片机在按摩机中的应用
69. IC卡预付费煤气表的设计
70. 基于单片机的电子音乐门铃的设计
71. 新型出租车计价器控制电路的设计
72. 单片机太阳能热水器测控仪的设计
73. LED点阵显示屏-软件设计
74. 双容液位串级控制系统的设计与研究
75. 三电平Buck直流变换器主电路的研究
76. 基于PROTEUS软件的实验板仿真
77. 基于16位单片机的串口数据采集
78. 电机学课程CAI课件开发
79. 单片机教学实验板——软件设计
80. 63A三极交流接触器设计
81. 总线式智能PID控制仪
82. 自动售报机的设计
83. 断路器的设计
84. 基于MATLAB的水轮发电机调速系统仿真
85. 数控缠绕机树脂含量自控系统的设计
86. 软胶囊的单片机温度控制（硬件设计）
87. 空调温度控制单元的设计
88. 基于人工神经网络对谐波鉴幅
89. 基于单片机的鱼用投饵机自动控制系统的设计
90. 锅炉汽包水位控制系统
91. 基于单片机的玻璃管加热控制系统设计
92. 基于AT89C51单片机的号音自动播放器设计
93. 基于单片机的普通铣床数控化设计
94. 基于AT89C51单片机的电源切换控制器的设计
95. 基于51单片机的液晶显示器设计
96. 超声波测距仪的设计及其在倒车技术上的应用
97. 智能多路数据采集系统设计
98. 公交车报站系统的设计
99. 基于RS485总线的远程双向数据通信系统的设计
100. 宾馆客房环境检测系统
101. 智能充电器的设计与制作
102. 基于单片机的户式中央空调器温度测控系统设计
103. 基于单片机的乳粉包装称重控制系统设计
104. 基于单片机的定量物料自动配比系统
105. 基于单片机的液位检测
106. 基于单片机的水位控制系统设计
107. 基于VDMOS调速实验系统主电路模板的设计与开发
108. 基于IGBT-IPM的调速实验系统驱动模板的设计与开发
109. HEF4752为核心的交流调速系统控制电路模板的设计与开发
110. 基于87C196MC交流调速实验系统软件的设计与开发
111. 87C196MC单片机最小系统单板电路模板的设计与开发
112. 电子密码锁控制电路设计
113. 基于单片机的数字式温度计设计
114. 列车测速报警系统
115. 基于单片机的步进电机控制系统
116. 语音控制小汽车控制系统设计
117. 智能型客车超载检测系统的设计
118. 直流机组电动机设计
119. 单片机控制交通灯设计
120. 中型电弧炉单片机控制系统设计
121. 中频淬火电气控制系统设计
122. 新型洗浴器设计
123. 新型电磁开水炉设计
124. 基于电流型逆变器的中频冶炼电气设计
125. 6KW电磁采暖炉电气设计
126. 基于CD4017电平显示器
127. 多路智力抢答器设计
128. 智能型充电器的电源和显示的设计
129. 基于单片机的温度测量系统的设计
130. 龙门刨床的可逆直流调速系统的设计
131. 音频信号分析仪
132. 基于单片机的机械通风控制器设计
133. 论电气设计中低压交流接触器的使用
134. 论人工智能的现状与发展方向
135. 浅论配电系统的保护与选择
136. 浅论扬州帝一电器的供电系统
137. 浅谈光纤光缆和通信电缆
138. 浅谈数据通信及其应用前景
139. 浅谈塑料光纤传光原理
140. 浅析数字信号的载波传输
141. 浅析通信原理中的增量控制
142. 太阳能热水器水温水位测控仪分析
143. 电气设备的漏电保护及接地
144. 论“人工智能”中的知识获取技术
145. 论PLC应用及使用中应注意的问题
146. 论传感器使用中的抗干扰技术
147. 论电测技术中的抗干扰问题
148. 论高频电路的频谱线性搬移
149. 论高频反馈控制电路
150. 论工厂导线和电缆截面的选择
151. 论工厂供电系统的运行及管理
152. 论供电系统的防雷、接地保护及电气安全
153. 论交流变频调速系统
154. 论人工智能中的知识表示技术
155. 论双闭环无静差调速系统
156. 论特殊应用类型的传感器
157. 论无损探伤的特点
158. 论在线检测
159. 论专家系统
160. 论自动测试系统设计的几个问题
161. 浅析时分复用的基本原理
162. 试论配电系统设计方案的比较
163. 试论特殊条件下交流接触器的选用
164. 自动选台立体声调频收音机
165. 基于立体声调频收音机的研究
166. 基于环绕立体声转接器的设计
167. 基于红外线报警系统的研究
168. 多种变化彩灯
169. 单片机音乐演奏控制器设计
170. 单目视觉车道偏离报警系统
171. 基于单片机的波形发生器设计
172. 智能毫伏表的设计
173. 微机型高压电网继电保护系统的设计
174. 基于单片机mega16L的煤气报警器的设计
175. 串行显示的步进电机单片机控制系统
176. 编码发射与接收报警系统设计：看护机
177. 编码发射接收报警设计：爱情鸟
178. 红外快速检测人体温度装置的设计与研制
179. 用单片机控制的多功能门铃
180. 电气控制线路的设计原则
181. 电气设备的选择与校验
182. 浅论10KV供电系统的继电保护的设计方案
183. 智能编码电控锁设计
184. 自行车里程,速度计的设计
185. 等精度频率计的设计
186. 基于嵌入式系统的原油含水分析仪的硬件与人机界面设计
187. 数字电子钟的设计与制作
188. 温度报警器的电路设计与制作
189. 数字电子钟的电路设计
190. 鸡舍电子智能补光器的设计
191. 电子密码锁的电路设计与制作
192. 单片机控制电梯系统的设计
193. 常用电器维修方法综述
194. 控制式智能计热表的设计
195. 无线射频识别系统发射接收硬件电路的设计
196. 基于单片机PIC16F877的环境监测系统的设计
197. 基于ADE7758的电能监测系统的设计
198. 基于单片机的水温控制系统
199. 基于单片机的鸡雏恒温孵化器的设计
200. 自动存包柜的设计
201. 空调器微电脑控制系统
202. 全自动洗衣机控制器
203. 小功率不间断电源(UPS)中变换器的原理与设计
204. 智能温度巡检仪的研制
205. 保险箱遥控密码锁
206. 基于蓝牙技术的心电动态监护系统的研究
207. 低成本智能住宅监控系统的设计
208. 大型发电厂的继电保护配置
209. 直流操作电源监控系统的研究
210. 悬挂运动控制系统
211. 气体泄漏超声检测系统的设计
212. FC-TCR型无功补偿装置控制器的设计
213. 150MHz频段窄带调频无线接收机
214. 数字显示式电子体温计
215. 基于单片机的病床呼叫控制系统
216. 基于单片微型计算机的多路室内火灾报警器
217. 基于单片微型计算机的语音播出的作息时间控制器
218. 交通信号灯控制电路的设计
219. 单片机控制的全自动洗衣机毕业设计论文
220. 单片机脉搏测量仪
221. 红外报警器设计与实现
求一篇“机电技术应用”的毕业论文！要求3000字以上！要符合实际一些的，不能太夸张了！小弟在此谢过了。
机电毕业论文-实现变频调速器多电机控制
[摘要]本文介绍了一种plc与变频调速器构成的多分支通讯网络，阐明了该网络控制调速系统与一般模拟量控制调速系统相比的优越性，给出了系统框图及plc程序。
[关键词]plc变频调速器多电机控制网络通讯协议
一、引言
以变频调速器为调速控制器
的同步控制系统、比例控制系统和同速系统等已广泛应用于冶金、机械、纺织、化工等行业。以比例控制系统为例，一般的系统构成如图1所示。
工作时操作人员通过控制机（可为plc或工业pc）设定比例运行参数，然后控制机通过d/a转换模件发出控制变频调速器的速度指令使各个变频调速器带动电机按一定的速度比例运转。此方案对电机数目不多，电机分布比较集中的应用系统较合适。但对于大规模生产自动线，一方面电机数目较多，另一方面电机分布距离较远。采用此控制方案时由于速度指令信号在长距离传输中的衰减和外界的干扰，使整个系统的工作稳定性和可靠性降低；同时大量d/a转换模件使系统成本增加。为此我们提出了plc与变频调速器构成多分支通讯控制网络。该系统成本较低、信号传输距离远、抗干扰能力强，尤其适合远距离，多电机控制。
二、系统硬件构成
系统硬件结构如图2所示，主要由下列组件构成；
1、fx0n—24mr为plc基本单元，执行系统及用户软件，是系统的核心。
2、fx0n—485adp为fx0n系统plc的通讯适配器，该模块的主要作用是在计算机—plc通讯系统中作为子站接受计算机发给plc的信息或在多plc构成n:n网络时作为网络适配器，一般只作为规定协议的收信单元使用。本文作者在分析其结构的基础上，将其作为通讯主站使用，完成变频调速器控制信号的发送。
3、fr—cu03为fr—a044系列比例调速器的计算机连接单元，符合rs—422/rs—485通讯规范，用于实现计算机与多台变频调速器的连网。通过该单元能够在网络上实现变频调速器的运行控制（如启动、停止、运行频率设定）、参数设定和状态监控等功能，是变频器的网络接口。
4、fr—a044变频调查器，实现电机调速。
在1:n（本文中为1:3）多分支通讯网络中，每个变频器为一个子站，每个子站均有一个站号，事先由参数设定单元设定。工作过程中，plc通过fx0n—485adp发有关命令信息后，各个子站均收到该信息，然后每个子站判断该信息的站号地址是否与本站站号一致。若一致则处理该信息并返回应答信息；若不一致则放弃该信息的处理，这样就保证了在网络上同时只有一个子站与主站交换信息。
三、软件设计
1、通讯协议
fr—cu03规定计算机与变频器的通讯过程如图3所示，
该过程最多分5个阶段。、计算机发出通讯请求；、变频器处理等待；、变频器作出应答；、计算机处理等待；、计算机作出应答。根据不同的通讯要求完成相应的过程，如写变频器启停控制命令时完成~三个过程；监视变频器运行频率时完成~五个过程。不论是写数据还是读数据，均有计算机发出请求，变频器只是被动接受请求并作出应答。每个阶段的数据格式均有差别。图4分别为写变频器控制命令和变频器运行频率的数据格式。
2、plc编程
要实现对变频器的控制，必须对plc进行编程，通过程序实现plc与变频器信息交换的控制。plc程序应完成fx0n—485adp通讯适配器的初始化、控制命令字的组合、代码转换及变频器应答信息的处理等工作。plc梯形图程序（部分程序）如图5所示。
程序中通讯发送缓冲区为d127~d149；接受缓冲区为d150~d160。电机1启动、停止分别由x0的上升、下降沿控制；电机2启动、停止分别由x1的上升、下降沿控制；电机3启动、停止分别由x2的上升、下降沿控制。程序由系统起始脉冲m8002初始化fx0n—485adp的通讯协议；然后进行启动、停止信号的处理。以电机1启动为例，x0的上升沿m50吸合，变频器1的站号送入d130，运行命令字送入d135，enq、写运行命令的控制字和等待时间等由编程器事先写入d131、d132、d133；接着求校验和并送入d136、d137；最后置m8122允许rs指令发送控制信息到。变频器受到信号后立刻返回应答信息，此信息fx0n—485adp收到后置m8132，plc根据情况作出相应处理后结束程序。
四、变频器制动的思路和新方法
在通用变频器、异步电动机和机械负载所组成的变频调速传统系统中，当电动机所传动的位能负载下放时，电动机将可能处于再生发电制动状态；或当电动机从高速到低速（含停车减速时，频率可以突减，但因电机的机械惯性，电机可能处于再生发电状态，传动系统中所储存的机械能经电动机转换成电能，通过逆变器的六个续流二极管回送到变频器的直流回路中。此时的逆变器处于整流状态。这时，如果变频器中没采取消耗能量的措施，这部分能量将导致中间回路的储能电容器的电压上升。如果当制动过快或机械负载为提升机类时，这部分能量就可能
对变频器带来损坏，所以这部分能量我们就应该考虑考虑了。
在通用变频器中，对再生能量最常用的处理方式有两种：(1)、耗散到直流回路中人为设置的与电容器并联的“制动电阻”中，称之为动力制动状态；(2)、使之回馈到电网，则称之为回馈制动状态（又称再生制动状态）。还有一种制动方式，即直流制动，可以用于要求准确停车的情况或起动前制动电机由于外界因素引起的不规则旋转。
在书籍、刊物上有许多专家谈论过有关变频器制动方面的设计与应用，尤其是近些时间有过许多关于“能量回馈制动”方面的文章。今天，笔者提供一种新型的制动方法，它具有“回馈制动”的四象限运转、运行效率高等优点，也具有“能耗制动”对电网无污染、可靠性高等好处。
1、能耗制动
利用设置在直流回路中的制动电阻吸收电机的再生电能的方式称为能耗制动。
其优点是构造简单；对电网无污染（与回馈制动作比较），成本低廉；缺点是运行效率低，特别是在频繁制动时将要消耗大量的能量且制动电阻的容量将增大。
一般在通用变频器中，小功率变频器（22kw以下）内置有了刹车单元，只需外加刹车电阻。大功率变频器（22kw以上）就需外置刹车单元、刹车电阻了。
2、回馈制动
实现能量回馈制动就要求电压同频同相控制、回馈电流控制等条件。它是采用有源逆变技术，将再生电能逆变为与电网同频率同相位的交流电回送电网，从而实现制动。
回馈制动的优点是能四象限运行,电能回馈提高了系统的效率。其缺点是：(1)、只有在不易发生故障的稳定电网电压下（电网电压波动不大于10%），才可以采用这种回馈制动方式。因为在发电制动运行时，电网电压故障时间大于2ms，则可能发生换相失败，损坏器件。(2)、在回馈时，对电网有谐波污染。(3)、控制复杂，成本较高。
3、新型制动方式（电容反馈制动）
3.1主回路原理
整流部分采用普通的不可控整流桥进行整流，滤波回路采用通用的电解电容，延时回路采用接触器或可控硅都行。充电、反馈回路由功率模块igbt、充电、反馈电抗器l及大电解电容c（容量约零点几法，可根据变频器所在的工况系统决定）组成。逆变部分由功率模块igbt组成。保护回路，由igbt、功率电阻组成。
(1)电动机发电运行状态
cpu对输入的交流电压和直流回路电压νd的实时监控，决定向vt1是否发出充电信号，一旦νd比输入交流电压所对应的直流电压值（如380vac—530vdc）高到一定值时，cpu关断vt3，通过对vt1的脉冲导通实现对电解电容c的充电过程。此时的电抗器l与电解电容c分压，从而确保电解电容c工作在安全范围内。当电解电容c上的电压快到危险值（比如说370v），而系统仍处于发电状态，电能不断通过逆变部分回送到直流回路中时，安全回路发挥作用，实现能耗制动（电阻制动），控制vt3的关断与开通，从而实现电阻r消耗多余的能量，一般这种情况是不会出现的。
(2)电动机电动运行状态
当cpu发现系统不再充电时，则对vt3进行脉冲导通，使得在电抗器l上行成了一个瞬时左正右负的电压，再加上电解电容c上的电压就能实现从电容到直流回路的能量反馈过程。cpu通过对电解电容c上的电压和直流回路的电压的检测，控制vt3的开关频率以及占空比,从而控制反馈电流，确保直流回路电压νd不出现过高。
3.2系统难点
(1)电抗器的选取
(a)、我们考虑到工况的特殊性，假设系统出现某种故障，导致电机所载的位能负载自由加速下落，这时电机处于一种发电运行状态，再生能量通过六个续流二极管回送至直流回路，致使νd升高，很快使变频器处于充电状态，这时的电流会很大。所以所选取电抗器线径要大到能通过此时的电流。
（b）、在反馈回路中，为了使电解电容在下次充电前把尽可能多的电能释放出来，选取普通的铁芯（硅钢片）是不能达到目的的，最好选用铁氧体材料制成的铁芯，再看看上述考虑的电流值如此大，可见这个铁芯有多大，素不知市面上有无这么大的铁氧体铁芯，即使有，其价格也肯定不会很低。
所以笔者建议充电、反馈回路各采用一个电抗器。
(2)控制上的难点
（a）、变频器的直流回路中，电压νd一般都高于500vdc，而电解电容c的耐压才400vdc，可见这种充电过程的控制就不像能量制动（电阻制动）的控制方式了。其在电抗器上所产生的瞬时电压降为，电解电容c的瞬时充电电压为νc=νd-νl，为了确保电解电容工作在安全范围内（≤400v），就得有效的控制电抗器上的电压降νl，而电压降νl又取决于电感量和电流的瞬时变化率。
（b）、在反馈过程中，还得防止电解电容c所放的电能通过电抗器造成直流回路电压过高，以致系统出现过压保护。
3.3主要应用场合及应用实例
正是由于变频器的这种新型制动方式（电容反馈制动）所具有的优越性，近些来，不少用户结合其设备的特点，纷纷提出了要配备这种系统。由于技术上有一定的难度，国外还不知有无此制动方式？国内目前只有山东风光电子公司由以前采用回馈制动方式的变频器（仍有2台在正常运行中）改用了这种电容反馈制动方式的新型矿用提升机系列，到目前为止，这种电容反馈制动的变频器正长期正常运行在山东宁阳保安煤矿及山西太原等地，填补了国内这一空白。
随着变频器应用领域的拓宽，这个应用技术将大有发展前途，具体来讲，主要用在矿井中的吊笼（载人或装料）、斜井矿车（单筒或双筒）、起重机械等行业。总之需要能量回馈装置的场合都可选用。
五、结语
1、实际使用表明，该方案能够实现plc通过网络对变频调速器的运行控制、参数设定和运行状态监控。
2、该系统最多可控制变频调速器32台，最大距离500m。
3、控制多台变频器，成本明显低于d/a控制方式。
4、随着变频器的增加，通讯延迟加大，系统响应速度低于d/a控制方式。
参考文献
1、韩安荣.通用变频器及其应用(第2版)[m].北京:机械工业出版社,
2、刘文兵（1981—）男从事过变频器的应用工作，现在台州富凌机电制造有限公司,从事变频器的设计与制造。
鸣谢
在论文完成之际，我真心地感谢在设计之中给予我帮助的荀延龙老师和各位同事，使我如期完成毕业论文，并使我终生受益。
在论文的完成过程中，系里的各位老师对我帮助很大。在此深表谢意！其他的同学也给予我许多关心和帮助，真诚地感谢他们。
电子工程毕业论文
液压伺服系统设计
液压伺服系统设计
在液压伺服系统中采用液压伺服阀作为输入信号的转换与放大元件。液压伺服系统能以小功率的电信号输入，控制大功率的液压能（流量与压力）输出，并能获得很高的控制精度和很快的响应速度。位置控制、速度控制、力控制三类液压伺服系统一般的设计步骤如下：
1）明确设计要求：充分了解设计任务提出的工艺、结构及时系统各项性能的要求，并应详细分析负载条件。
2）拟定控制方案，画出系统原理图。
3）静态计算：确定动力元件参数，选择反馈元件及其它电气元件。
4）动态计算：确定系统的传递函数，绘制开环波德图，分析稳定性，计算动态性能指标。
5）校核精度和性能指标，选择校正方式和设计校正元件。
6）选择液压能源及相应的附属元件。
7）完成执行元件及液压能源施工设计。
本章的内容主要是依照上述设计步骤，进一步说明液压伺服系统的设计原则和介绍具体设计计算方法。由于位置控制系统是最基本和应用最广的系统，所以介绍将以阀控液压缸位置系统为主。
4.1 全面理解设计要求
4.1.1 全面了解被控对象
液压伺服控制系统是被控对象—主机的一个组成部分，它必须满足主机在工艺上和结构上对其提出的要求。例如轧钢机液压压下位置控制系统，除了应能够承受最大轧制负载，满足轧钢机轧辊辊缝调节最大行程，调节速度和控制精度等要求外，执行机构—压下液压缸在外形尺寸上还受轧钢机牌坊窗口尺寸的约束，结构上还必须保证满足更换轧辊方便等要求。要设计一个好的控制系统，必须充分重视这些问题的解决。所以设计师应全面了解被控对象的工况，并综合运用电气、机械、液压、工艺等方面的理论知识，使设计的控制系统满足被控对象的各项要求。
4.1.2 明角设计系统的性能要求
1）被控对象的物理量：位置、速度或是力。
2）静态极限：最大行程、最大速度、最大力或力矩、最大功率。
3）要求的控制精度：由给定信号、负载力、干扰信号、伺服阀及电控系统零飘、非线性环节（如摩擦力、死区等）以及传感器引起的系统误差，定位精度，分辨率以及允许的飘移量等。
4）动态特性：相对稳定性可用相位裕量和增益裕量、谐振峰值和超调量等来规定，响应的快速性可用载止频率或阶跃响应的上升时间和调整时间来规定；
5）工作环境：主机的工作温度、工作介质的冷却、振动与冲击、电气的噪声干扰以及相应的耐高温、防水防腐蚀、防振等要求；
6）特殊要求；设备重量、安全保护、工作的可靠性以及其它工艺要求。
4.1.3 负载特性分析
正确确定系统的外负载是设计控制系统的一个基本问题。它直接影响系统的组成和动力元件参数的选择，所以分析负载特性应尽量反映客观实际。液压伺服系统的负载类型有惯性负载、弹性负载、粘性负载、各种摩擦负载（如静摩擦、动摩擦等）以及重力和其它不随时间、位置等参数变化的恒值负载等。
4.2 拟定控制方案、绘制系统原理图
在全面了解设计要求之后，可根据不同的控制对象，按表6所列的基本类型选定控制方案并拟定控制系统的方块图。如对直线位置控制系统一般采用阀控液压缸的方案，方块图如图36所示。
图36 阀控液压缸位置控制系统方块图
表6 液压伺服系统控制方式的基本类型
伺服系统 控制信号 控制参数 运动类型 元件组成
机液
电液
气液
电气液 模拟量
数字量
位移量 位置、速度、加速度、力、力矩、压力 直线运动
摆动运动
旋转运动 1.阀控制：阀-液压缸，阀-液压马达
2.容积控制：变量泵-液压缸；变量泵-液压马达；阀-液压缸-变量泵-液压马达
3.其它：步近式力矩马达
4.3 动力元件参数选择
动力元件是伺服系统的关键元件。它的一个主要作用是在整个工作循环中使负载按要求的速度运动。其次，它的主要性能参数能满足整个系统所要求的动态特性。此外，动力元件参数的选择还必须考虑与负载参数的最佳匹配，以保证系统的功耗最小，效率高。
动力元件的主要参数包括系统的供油压力、液压缸的有效面积（或液压马达排量）、伺服阀的流量。当选定液压马达作执行元件时，还应包括齿轮的传动比。
4.3.1 供油压力的选择
选用较高的供油压力，在相同输出功率条件下，可减小执行元件——液压缸的活塞面积（或液压马达的排量），因而泵和动力元件尺寸小重量轻，设备结构紧凑，同时油腔的容积减小，容积弹性模数增大，有利于提高系统的响应速度。但是随供油压力增加，由于受材料强度的限制，液压元件的尺寸和重量也有增加的趋势，元件的加工精度也要求提高，系统的造价也随之提高。同时，高压时，泄漏大，发热高，系统功率损失增加，噪声加大，元件寿命降低，维护也较困难。所以条件允许时，通常还是选用较低的供油压力。
常用的供油压力等级为7MPa到28MPa，可根据系统的要求和结构限制条件选择适当的供油压力。
4.3.2 伺服阀流量与执行元件尺寸的确定
如上所述，动力元件参数选择除应满足拖动负载和系统性能两方面的要求外，还应考虑与负载的最佳匹配。下面着重介绍与负载最佳匹配问题。
（1）动力元件的输出特性
将伺服阀的流量——压力曲线经坐标变换
绘于υ－FL平面上，所得的抛物线即为动力元件稳态时的输出特性，见图37。
图37 参数变化对动力机构输出特性的影响
a）供油压力变化；b）伺服阀容量变化；c）液压缸面积变化
图中 FL——负载力，FL=pLA；
pL——伺服阀工作压力；
A——液压缸有效面积；
υ——液压缸活塞速度，
qL——伺服阀的流量；
q0——伺服阀的空载流量；
ps——供油压力。
由图37可见，当伺服阀规格和液压缸面积不变，提高供油压力，曲线向外扩展，最大功率提高，最大功率点右移，如图37a。
当供油压力和液压缸面积不变，加大伺服阀规格，曲线变高，曲线的顶点A ps不变，最大功率提高，最大功率点不变，如图37b。
当供油压力和伺服阀规格不变，加大液压缸面积A，曲线变低，顶点右移，最大功率不变，最大功率点右移，如图37c。
（2）负载最佳匹配图解法
在负载轨迹曲线υ－FL平面上，画出动力元件输出特性曲线，调整参数，使动力元件输出特性曲线从外侧完全包围负载轨迹曲线，即可保证动力元件能够拖动负载。在图38中，曲线1、2、3代表三条动力元件的输出特性曲线。曲线2与负载轨迹最大功率点c相切，符合负载最佳匹配条件，而曲线1、3上的工作点α和b，虽能拖动负载，但效率都较低。
（3）负载最佳匹配的解析法
参见液压动力元件的负载匹配。
（4）近似计算法
在工程设计中，设计动力元件时常采用近似计算法，即按最大负载力FLmax选择动力元件。在动力元件输出特性曲线上，限定
FLmax≤pLA=
，并认为负载力、最大速度和最大加速度是同时出现的，这样液压缸的有效面积可按下式计算：
（37）
图38 动力元件与负载匹配图形
按式37求得A值后，可计算负载流量qL，即可根据阀的压降从伺服阀样本上选择合适的伺服阀。近似计算法应用简便，然而是偏于保守的计算方法。采用这种方法可以保证系统的性能，但传递效率稍低。
（5）按液压固有频率选择动力元件
对功率和负载很小的液压伺服系统来说，功率损耗不是主要问题，可以根据系统要求的液压固有频率来确定动力元件。
四边滑阀控制的液压缸，其活塞的有效面积为
（38）
二边滑阀控制的液压缸，其活塞的有效面积为
（39）
液压固有频率ωh可以按系统要求频宽的（5～10）倍来确定。对一些干扰力大，负载轨迹形状比较复杂的系统，不能按上述的几种方法计算动力元件，只能通过作图法来确定动力元件。
计算阀控液压马达组合的动力元件时，只要将上述计算方法中液压缸的有效面积A换成液压马达的排量D，负载力FL换成负载力矩TL，负载速度换成液压马达的角速度 ，就可以得到相应的计算公式。当系统采用了减速机构时，应注意把负载惯量、负载力、负载的位移、速度、加速度等参数都转换到液压马达的轴上才能作为计算的参数。减速机构传动比选择的原则是：在满足液压固有频率的要求下，传动比最小，这就是最佳传动比。
4.3.3 伺服阀的选择
根据所确定的供油压力ps和由负载流量qL（即要求伺服阀输出的流量）计算得到的伺服阀空载流量q0，即可由伺服阀样本确定伺服阀的规格。因为伺服阀输出流量是限制系统频宽的一个重要因素，所以伺服阀流量应留有余量。通常可取15%左右的负载流量作为伺服阀的流量储备。
除了流量参数外，在选择伺服阀时，还应考虑以下因素：
1）伺服阀的流量增益线性好。在位置控制系统中，一般选用零开口的流量阀，因为这类阀具有较高的压力增益，可使动力元件有较大的刚度，并可提高系统的快速性与控制精度。
2）伺服阀的频宽应满足系统频宽的要求。一般伺服阀的频宽应大于系统频宽的5倍，以减小伺服阀对系统响应特性的影响。
3）伺服阀的零点漂移、温度漂移和不灵敏区应尽量小，保证由此引起的系统误差不超出设计要求。
4）其它要求，如对零位泄漏、抗污染能力、电功率、寿命和价格等，都有一定要求。
4.3.4 执行元件的选择
液压伺服系统的执行元件是整个控制系统的关键部件，直接影响系统性能的好坏。执行元件的选择与设计，除了按本节所述的方法确定液压缸有效面积A（或液压马达排量D）的最佳值外，还涉及密封、强度、摩擦阻力、安装结构等问题。
4.4 反馈传感器的选择
根据所检测的物理量，反馈传感器可分为位移传感器、速度传感器、加速度传感器和力（或压力）传感器。它们分别用于不同类型的液压伺服系统，作为系统的反馈元件。闭环控制系统的控制精度主要决定于系统的给定元件和反馈元件的精度，因此合理选择反馈传感器十分重要。
传感器的频宽一般应选择为控制系统频宽的5～10倍，这是为了给系统提供被测量的瞬时真值，减少相位滞后。传感器的频宽对一般系统都能满足要求，因此传感器的传递函数可近似按比例环节来考虑。
4.5 确定系统方块图
根据系统原理图及系统各环节的传递函数，即可构成系统的方块图。根据系统的方块图可直接写出系统开环传递函数。阀控液压缸和阀控液压马达控制系统二者的传递函数具有相同的结构形式，只要把相应的符号变换一下即可。
4.6 绘制系统开环波德图并确定开环增益
系统的动态计算与分析在这里是采用频率法。首先根据系统的传递函数，求出波德图。在绘制波德图时，需要确定系统的开环增益K。
改变系统的开环增益K时，开环波德图上幅频曲线只升高或降低一个常数，曲线的形状不变，其相频曲线也不变。波德图上幅频曲线的低频段、穿越频率以及幅值增益裕量分别反映了闭环系统的稳态精度、截止频率及系统的稳定性。所以可根据闭环系统所要求的稳态精度、频宽以及相对稳定性，在开环波德图上调整幅频曲线位置的高低，来获得与闭环系统要求相适应的K值。
4.6.1 由系统的稳态精度要求确定K
由控制原理可知，不同类型控制系统的稳态精度决定于系统的开环增益。因此，可以由系统对稳态精度的要求和系统的类型计算得到系统应具有的开环增益K。
4.6.2由系统的频宽要求确定K
分析二阶或三阶系统特性与波德图的关系知道，当ζh和K/ωh都很小时，可近似认为系统的频宽等于开环对数幅值曲线的穿越频率，即ω-3dB≈ωc，所以可绘制对数幅频曲线，使ωc在数值上等于系统要求的ω-3dB值，如图39所示。由此图可得K值。
图39 由ω-3dB绘制开环对数幅频特性
a）0型系统；b）I型系统
4.6.3 由系统相对稳定性确定K
系统相对稳定性可用幅值裕量和相位裕量来表示。根据系统要求的幅值裕量和相位裕量来绘制开环波德图，同样也可以得到K。见图40。
实际上通过作图来确定系统的开环增益K，往往要综合考虑，尽可能同时满足系统的几项主要性能指标。
4.7 系统静动态品质分析及确定校正特性
在确定了系统传递函数的各项参数后，可通过闭环波德图或时域响应过渡过程曲线或参数计算对系统的各项静动态指标和误差进行校核。如设计的系统性能不满足要求，则应调整参数，重复上述计算或采用校正环节对系统进行补偿，改变系统的开环频率特性，直到满足系统的要求。
4.8 仿真分析
在系统的传递函数初步确定后，可以通过计算机对该系统进行数字仿真，以求得最佳设计。目前有关于数字仿真的商用软件，如Matlab软件，很适合仿真分析。
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谁帮我网上找或下载篇论文 与功率因数或无功补偿都行 二者同有也行
浅谈电力系统的无功优化和无功补偿
摘要： 电力系统的无功优化和无功补偿是提高系统运行电压，减小网损，提高系统稳定水平的有效手段。本文对当前国内外的无功优化和无功补偿进行了总结，对目前无功补偿和优化存在的问题进行了一定的探讨和研究。
关键词： 无功优化 无功补偿 非线性 网损电压质量
1 前言
随着国民经济的迅速发展，用电量的增加，电网的经济运行日益受到重视。降低网损，提高电力系统输电效率和电力系统运行的经济性是电力系统运行部门面临的实际问题，也是电力系统研究的主要方向之一。特别是随着电力市场的实行，输电公司（电网公司）通过有效的手段，降低网损，提高系统运行的经济性，可给输电公司带来更高的效益和利润。电力系统无功功率优化和无功功率补偿是电力系统安全经济运行研究的一个重要组成部分。通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的最佳补偿,不仅可以维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性, 而且可以降低有功网损和无功网损,使电力系统能够安全经济运行。
无功优化计算是在系统网络结构和系统负荷给定的情况下，通过调节控制变量（发电机的无功出力和机端电压水平、电容器组的安装及投切和变压器分接头的调节）使系统在满足各种约束条件下网损达到最小。通过无功优化不仅使全网电压在额定值附近运行，而且能取得可观的经济效益，使电能质量、系统运行的安全性和经济性完美的结合在一起，因而无功优化的前景十分广阔。无功补偿可看作是无功优化的一个子部分，即它通过调节电容器的安装位置和电容器的容量，使系统在满足各种约束条件下网损达到最小。
2 无功优化和补偿的原则和类型
2.1 无功优化和补偿的原则
在无功优化和无功补偿中，首先要确定合适的补偿点。无功负荷补偿点一般按以下原则进行确定：
1)根据网络结构的特点，选择几个中枢点以实现对其他节点电压的控制；
2)根据无功就地平衡原则，选择无功负荷较大的节点。
3)无功分层平衡，即避免不同电压等级的无功相互流动，以提高系统运行的经济性。
4)网络中无功补偿度不应低于部颁标准0.7的规定。
2.2 无功优化和补偿的类型
电力系统的无功补偿不仅包括容性无功功率的补偿而且包括感性无功功率的补偿。在超高压输电线路中(500kV及以上)，由于线路的容性充电功率很大，据统计在500kV每公里的容性充电功率达1.2Mvar／km。这样就必须对系统进行感性无功功率补偿以抵消线路的容性功率。如实际上，电网在500kV的变电所都进行了感性无功补偿，并联了高压电抗和低压电抗，使无功在500kV电网平衡。
3 输配电网络的无功优化(闭式网)
电力系统的无功补偿从优化方面可从两个方面说起，即输配电网络(闭式网)和配电线路及用户的无功优化和补偿(开式网)。
3.1 无功优化的目标函数
参考文献〔3〕中著名的等网损微增率定律指出，当全网网损微增率相等时，此时的网损最小。无功的补偿点应设置在网损微增率较小的点(网损微增率通常为负值时进行无功补偿)，这样通过与最优网损微增率相结合进行反复迭代求解得到优化的最佳点。一方面，该方法没有计及其它控制变量的调节作用，同时在实际运行中也不可能通过反复迭代使全网网损微增率相等，这样做的计算量太大且费时。与此同时，国内外学者对无功优化进行了大量研究，提出了大量的无功优化的数学模型的优化算法。无功优化的数学模型主要有两种，其一为不计无功补偿设备的费用，以系统网损最小为主要目的。即优化状态时无功优化的目标函数可用下式表达：
其二，以系统运行最优为目标函数，它计及了系统由于补偿后减小的网损费用和添加补偿设备的费用，可用下式表达：
式中，β为每度电价，τmax为年最大负荷损耗小时数，α、γ分别表示为无功补偿设备年度折旧维护率和投资回收率，KC为单位无功补偿设备的价格，QC∑为无功补偿总容量。模型二考虑了投资问题，可认为是一种比较理想的模型。特别是随着电力市场的实行，各部门都追求经济效益，显然考虑了无功投资问题更合理一些。
3.2 优化算法
由于电力系统的非线性、约束的多样性、连续变量和离散变量混合性和计算规模较大使电力系统的无功优化存在着一定的难度。将非线性无功优化模型线性化求解，是一些算法的出发点，如基于灵敏度分析的无功优化潮流、无功综合优化的线性规划内点法、 带惩罚项的无功优化潮流和内点法等等，以上均是通过将非线性规划运用泰勒级数展开,忽略二阶及以上的项,建立线性化模型求得优化解。这些方法由于在线性化的过程中，忽略了二阶及以上的项，其计算的收敛性得不到保证。为了提高优化计算的收敛性，又提出了将罚函数的思想引入线性规划,提出了带惩罚项的无功优化潮流模型与算法，使依从变量的越限消除或减小到最低限度。但它不能从根本上结局线性化后的不收敛问题。
针对线性算法方法的不足，又提出了一些运用非线性算法，混合整数规划、约束多面体法和非线性原-对偶算法等等。尽管这些方法能在理论上找到最优解，但由于无功优化本身的特性，使计算复杂、费时，且不能保证可靠收敛。
为了提高收敛性和非线性的对于无功优化中的离散变量(变压器分接头的调节，电容器组的投切)的处理，基于人工智能的新方法，相继提出了遗传算法，Tabu搜索法，启发式算法，改进的遗传算法，分布计算的遗传算法和摸似退火算法等等，这些算法在一定的程度上提高了无功优化的收敛性和计算速度，并且有些方法已经投入实际应用并取得了较好的效果。
但在无功优化仍有以下一些问题需要解决：
1)由于无功优化是非线性问题，而非线性规划常常收敛在局部最优解，如何求出其全局最优解仍需进一步研究和探讨。
2)由于以网损为最小的目标函数，它本身是电压平方的函数，在求解无功优化时，最终求得的解可能有不少母线电压接近于电压的上限，而在实际运行部门又不希望电压接近于上限运行。如果将电压约束范围变小，可能造成无功优化的不收敛或者要经过反复修正、迭代才能求出解(需人为的改变局部约束条件)。如何将电压质量和经济运行指标相统一仍需进一步研究。
3)无功优化的实时性问题。伴随着电力系统自动化水平的提高，对无功优化的实时性提出了很高的要求，如何在很短的时间内避免不收敛，求出最优解仍需进一步研究。<![endif]>
4 配电线路上的无功补偿及用户的无功补偿
4.1 配电线路上的无功补偿
由于35kV、10kV及一些低压配电线路的电阻相对较大，无功潮流在线路上流动时引起的功率损耗较大且电压损耗较大，故其无功补偿理论建立在其上。经典的线路补偿理论认为电容器安装的位置可见下表。
其原理可简述如下：
当线路输送的无功功率Q，线路长度L，每组补偿距离为x时，每组补偿容量为Qx
Qx=Qx／L
当认为电容器安装在补偿区间中心时，降低的线损最大。无功潮流图可见图1所示：
当第i组电容器安装地点离末端的距离为：
对任一组电容器安装位置离末端的位置为：
xi=L(2i-1)/(2n+1)
其最佳补偿容量为：
nQx=2nQ／(2n+1)
这样即可求得表1的数据。
对于配电线路的无功补偿可有效降低网损，但它的效果不如在低压侧补偿。这个结论是假定无功潮流是均匀分布的，如果线路上的无功潮流为非均匀分布的，得出的结论将不同；同时在线路上安装电容器组时，其维护、操作比较不便，且也没有考虑补偿设备的投资问题。因此，建议采用下述方式。
4.2 用户的无功补偿
对于企业及大负荷用电单位，按照无功补偿的种类又分为高压集中补偿、低压集中补偿和低压就地补偿。文献〔8〕指出在补偿容量相等的情况下，低压就地补偿减低的线损最大，因而经济效益最佳。这是可以理解的。由于低压就地补偿了负荷的感性部分，使流经线路和变压器上的无功电流大大减小，显然此种方法所取得的经济效益最佳。但是上述并没有指出最佳补偿容量应为多少同时也没有计及无功设备的投资。文献〔6〕指出了对于开式网的最佳补偿容量，三种常见的开式网可见图2所示。
4.2.1 放射式开式网的最佳无功补偿
对于用户或经配变出线的开式网络，针对开式网的接线的最佳无功补偿容量，参考文献〔6〕进行了详细的推导。其目标函数采用第二类目标函数，为了分析，下面进行了简单的推导：
对于网络为放射式网络，此时网络年计算支出费用与无功补偿的关系可表达为：
由于主要研究的是无功功率对有功网损的影响，因此有功功率对网损的影响可不考虑，(4)式可简化为下式：
在其余节点的补偿QCn,op均于上式相同。
4.2.2 干线式和链式开式网的最佳无功补偿
对于干线式及链式接线开式网，在第i=1点设置无功补偿，其QC1,op同放射式开式网，若在i=1,2 设置无功补偿，见图2(b)、(c)所示。
此时年计算支出费用可用下式表达：
同理，可求得QC2,op的表达式为(为了简化起见，节点2电压可认为与节点1电压近似相等)：
式中R∑为干线式或链式接线开式网线路电阻之和，此处R∑=R1+R2
推广到网络节点数为i, 干线式或链线式开式网线路段数为m, 综合可得开式网各处无功负荷最佳补偿容量QCi,op的计算通式为：
上述公式简单明了，且将著名的等网损微增率和最优网损微增率结合在一起，通过计算公式一次性能得出最佳补偿容量，避免了计算的迭代过程，具体算例可见参考文献〔3〕例6-2，在6-2例中，求解最佳补偿容量是通过求解5组方程，6次迭代所得，而利用上述的推导公式可一次性计算出。
5 结语
电力系统的无功优化和无功补偿需要比较精确的负荷数据、发电机数据、变压器参数等等。同时在电力系统的实际运行中，电力系统的状态是连续变化的，因此无功优化和无功补偿应根据实际情况灵活运用。随着调度自动化、配网自动化和无人变电站的进一步实现，需要计算快，收敛性良好的算法，同时伴随着电力市场的实行，无功定价理论的逐渐成熟，无功优化的理论也将相应改变并进一步完善。百度地图
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