一种基于avr单片机和pc机的电网无功补偿装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电网无功补偿技术领域，尤其是一种基于AVR单片机和PC机的电 网无功补偿装置。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济的快速发展，接入电网的用电设备数量也呈几何式的快速增长，使 得电网中的无功功率需求大大增加。电网中无功功率的大量出现不仅会使整个供电系统的 功率因数下降、电气设备的损耗增加，而且会造成电网中的电压损失加大，威胁用户的用电 安全。基于上述原因，对配电网进行无功补偿是十分必要的。无功补偿技术经过近年来的 发展，补偿装置也经历了一个从原始到先进的过程。SVG(静止无功发生器）是目前较为先 进的无功补偿设备，但由于其对于控制的实时性和准确性要求很高，当前的控制系统往往 不能满足SVG装置的需求。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于AVR单片机和PC机的 电网无功补偿装置，解决现有无功补偿控制系统响应速度较慢、准确度有待提高的问题。
[0004] 本实用新型解决其技术问题是采取W下技术方案实现的： 阳0化]一种基于AVR单片机和PC机的电网无功补偿装置，包括静止无功发生器、信号采 集装置、A/D转换装置、AVR单片机、PC机和光电隔离装置；所述静止无功发生器并联在电 网需要补偿的节点上用于实时无功功率补偿；所述信号采集装置、A/D转换装置、AVR单片 机、PC机和光电隔离装置所组成的控制装置用于对静止无功发生器无功补偿过程进行实时 控制；所述信号采集装置通过A/D转换装置连接到AVR单片机的I/O口，所述AVR单片机通 过电平转换忍片与PC机相连接，该AVR单片机产生PWM脉冲信号并通过光电隔离装置连接 到静止无功发生器上并对其进行控制。
[0006] 而且，所述静止无功发生器采用IGBT开关器件并采用S相电压型桥式电路，该静 止无功发生器还包含有直流侧储能电容和交流侧电感。
[0007] 而且，所述信号采集装置由电网电压信号采集装置、电网电流信号采集装置、SVG实际输出电流信号采集装置构成。
[0008]而且，所述电网电压信号采集装置由电压互感器和运算放大器连接构成；所述电 网电流信号采集装置由电流互感器和运算放大器连接构成。
[0009] 而且，所述电平转换忍片为MAX23沈电平转换忍片。
[0010]而且，所述A/D转换装置采用AD7490型A/D转换忍片。
[0011] 而且，所述AVR单片机由ATmega64单片机及其外围时钟电路、电源电路、复位电 路、JTAG接口及外扩RAM连接构成；所述PC机由电脑主机、显示器、鼠标、键盘连接构成。
[0012]而且，所述光电隔离装置由6个TLP250型光电禪合忍片构成，AVR单片机产生的6 路PWM脉冲信号分别通过TLP250型光电禪合忍片传送给静止无功发生器。
[0013] 本实用新型的优点和积极效果是：
[0014] 1、本无功补偿装置使用静止无功发生器（SVG)作为无功功率补偿装置，具有快 速、准确、连续无功功率补偿的特点，能满足当前电网对于无功功率补偿的需求。
[001引2、本无功补偿装置采用AVR单片机和PC机共同控制，AVR单片机负责信号的接收、 处理及控制脉冲信号的产生；PC机负责对输入信号的分解和计算；两种装置共同作用加快 了整个无功补偿系统运转的速度，提高了无功补偿的效率。
[0016] 3、本无功补偿装置采用AVR单片机作为控制核屯、，相对于使用DSP控制的无功补 偿系统，本系统使用的AVR单片机具有驱动能力强、与其他忍片连接方式简单等优势。
[0017] 4、本无功补偿装置采用PC机作为运算核屯、，不仅提高了无功补偿控制系统的运 算速度，而且还可通过外接的键盘鼠标进行有效的人机交互，在整个无功补偿过程中都能 够进行人为管控，防止意外情况的发生。
[0018] 5、本实用新型设计合理，不仅实现了快速、精确、连续的无功功率补偿功能，而且 具有电路设计简单、元件数量少、制造成本低等特点。
【附图说明】
[0019] 图1是本实用新型的无功补偿控制装置的电路方框图；
[0020] 图2是本实用新型的A/D转换装置电路图； 阳02U 图3是本实用新型的AVR单片机和PC机电路方框图；
【具体实施方式】
[0022] W下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述：
[0023] 一种基于AVR单片机和PC机的电网无功补偿装置，包括静止无功发生器（SVG)、 信号采集装置、A/D转换装置、AVR单片机、PC机和光电隔离装置。所述的静止无功发生器 (SVG)并联在电网的公共节点上，用于进行实时的无功功率补偿；所述的信号采集装置、A/ D转换装置、AVR单片机、PC机和光电隔离装置所组成的控制装置用于对电网电压和电流信 号的采集、处理和计算W及发出PWM脉冲信号对静止无功发生器（SVG)进行控制，实现无功 功率的实时补偿功能。本无功补偿系统还可通过PC机进行有效的人机交互，便于人员掌握 当前无功补偿装置的工作状态。W下对静止无功发生器（SVG)和信号采集装置、A/D转换 装置、AVR单片机、PC机和光电隔离装置所组成的控制装置分别进行说明：
[0024] 静止无功发生器（SVG)采用IGBT作为开关器件，连接方式为S相电压型桥式电 路，其中，静止无功发生器中还包含有直流侧储能电容和交流侧电感。
[00巧]如图1所示，信号采集装置、A/D转换装置、AVR单片机、PC机和光电隔离装置所 组成的控制装置的具体工作过程为信号采集装置连接到A/D转换装置上对信号进行A/D转 换。A/D转换装置将转换后的信号送往AVR单片机的I/O口。AVR单片机将接收到的数据 通过一个电平转换忍片连接到PC机的COM上。经分析和计算后，PC机将计算结果通过电 平转换忍片传回AVR单片机，由AVR单片机产生PWM脉冲信号并通过光电隔离装置对静止 无功发生器（SVG)进行控制。同时PC机外接显示器、键盘和鼠标，可进行有效的人机交互。
[0026] 信号采集装置包括电网电压信号采集装置、电网电流信号采集装置和SVG实际输 出电流信号采集装置。
[0027] 电网电压信号采集装置由电压互感器、运算放大器组成。其中电压互感器选用 HPT302型电压互感器，运算放大器选用LM324型运算放大器。从电网中获取的电压信号经 HPT302型电压互感器变为一个幅值很小的交流信号，再经LM324型运算放大器构成的信号 整理电路变为A/D转换忍片所能接收的信号。电网电流信号采集装置（采用WBV511D0模 块）、SVG实际输出电流信号采集装置的原理及