结构与电网电压信号采集装置基本相同，且 为本专业人员所熟知，故不再具体描述。
[0028] 如图2所示，A/D转换装置主要由A/D转换忍片组成。A/D转换忍片选择AD7490 型A/D转换忍片，AVR单片机选择ATmega64单片机。A/D转换忍片将信号采集装置采集到 的电网电压、电流的模拟信号转换成AVR单片机I/O口所能接收的数字信号。A/D转换装置 的具体电路连接方式为：电网电压信号采集装置的输出端接到AD7490忍片的模拟输入引 脚VINO;AD7490忍片的REFIN引脚接参考电压，VDD引脚和VDRIVE引脚接巧V电源，引 脚接ATmega64单片机的PBO引脚，DIN引脚接ATmega64单片机的PB2引脚，S化K引脚接 ATmega64单片机的PBl引脚，DOUT引脚接ATmega64单片机的PB3引脚。
[0029] 本无功补偿装置采用AVR单片机和PC机作为整个无功补偿控制装置的核屯、，AVR 单片机和PC机通过电平转换忍片连接在一起，如图3所示。AVR单片机选择ATMH^公司的 ATmega64单片机，用于对输入信号的处理W及产生SVG装置所需的PWM脉冲信号。AVR单 片机与PC机之间串口通讯所需的电平转换忍片选择MAX23沈电平转换忍片。ATmega64单 片机所接收到的输入信号为经过处理和A/D转换后的电网采集信号，ATmega64将运些信号 经电平转换忍片送往PC机。PC机对运些信号进行分析和计算后，将结果通过电平转换忍片 传回ATmega64单片机。ATmega64根据PC机的计算结果输出PWM控制脉冲信号。在实现上 述功能时，ATmega64单片机还需要一些外围电路的支持。ATmega64的外围电路主要包括复 位电路、电源电路、时钟电路、JTAG接日和外扩RAM。PC机外围设备包括显示器、键盘、鼠标 等，显示器用于显示当前电网和静止无功发生器的状态；键盘鼠标可在装置发生异常时，由 人员对整个无功补偿系统进行指令控制，防止意外的发生。
[0030] 光电隔离装置主要由6个光电禪合忍片构成。光电禪合忍片选择TLP250型光电 禪合忍片。ATmega64单片机经计算产生6路PWM脉冲信号分别传送给6个TLP250光电禪 合忍片进行光电隔离，TLP250忍片再将处理后的信号传送给SVG装置。其具体连接方式为： AVR单片机ATmega64的6个PWM输出引脚分别与6个TLP250光电禪合忍片的CATHODE引 脚相连。TLP250的ANODE引脚均接5V电源，其输出引脚OUT经过一个电阻R接到SVG装置 上，实现对无功补偿的实时控制。
[0031] 本实用新型使用静止无功发生器（SVG)作为无功补偿器件进行无功功率补偿。同 时，WAVR单片机和PC机为核屯、的无功补偿控制装置则用来对电网电压电流信号进行收 集、分析和计算，产生PWM脉冲信号对静止无功发生器进行控制，从而使得本无功补偿控制 系统能够根据电网的变化，实时地对电网进行快速、连续、准确的无功功率补偿。本实用新 型还可通过PC机进行有效的人机交互，实时监测显示当前电网和静止无功发生器的状态， 当发生异常时也可由人员进行手动控制。
[0032] 需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实 用新型包括并不限于【具体实施方式】中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新 型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
【主权项】
1. 一种基于AVR单片机和PC机的电网无功补偿装置，其特征在于：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芯片与PC机相连接，该AVR单片机产生PffM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。2. 根据权利要求1所述的一种基于AVR单片机和PC机的电网无功补偿装置，其特征在 于：所述静止无功发生器采用IGBT开关器件并采用三相电压型桥式电路，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。3. 根据权利要求1所述的一种基于AVR单片机和PC机的电网无功补偿装置，其特征在 于：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4. 根据权利要求3所述的一种基于AVR单片机和PC机的电网无功补偿装置，其特征在 于：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。5. 根据权利要求1所述的一种基于AVR单片机和PC机的电网无功补偿装置，其特征在 于：所述电平转换芯片为MAX232E电平转换芯片。6. 根据权利要求1所述的一种基于AVR单片机和PC机的电网无功补偿装置，其特征在 于：所述A/D转换装置采用AD7490型A/D转换芯片。7. 根据权利要求1所述的一种基于AVR单片机和PC机的电网无功补偿装置，其特征在 于：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。8. 根据权利要求1所述的一种基于AVR单片机和PC机的电网无功补偿装置，其特征在 于：所述光电隔离装置由6个TLP250型光电耦合芯片构成，AVR单片机产生的6路PffM脉 冲信号分别通过TLP250型光电耦合芯片传送给静止无功发生器。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于AVR单片机和PC机的电网无功补偿装置，其主要特点是：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；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；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。本实用新型设计合理，其使用静止无功发生器作为无功功率补偿装置并通过无功补偿控制装置进行控制，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。
【IPC分类】H02J3/18
【公开号】CN204905875
【申请号】CN201520651009
【发明人】孟泽皓, 问澈, 李玲玲, 杨艳芳, 叶宝柱, 李华, 张惠娟
【申请人】河北工业大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年8月26日