摘要：在电力设计之中，无功补偿自控方案是其中重要的内容，影响着电力系统运行的稳定性。对此，本文将分析电力设计中，不同无功补偿自控方案的应用，包括电子式、单片机控制技术、PLC控制技术等，以期为相关人员提供参考。
关键词：电力设计；无功补偿；自控方案；单片机；PLC
前言：根据补偿方式的差异，可以将无功补偿分为以下三种，即集中补偿、分散补偿以及就地补偿等，每一种方式适用于不同的电力设计之中。另外，结合不同的补偿控制方式，还可以将无功补偿分为电子式、单片机控制式、PLC控制式。所以，在电力设计中，需要保证无功补偿自控方案的合理性、科学性，以此来降低电能的损耗，同时提高供电的稳定性。
1.电力设计中电子式无功补偿自控方案
在电力设计的过程中，电子式无功补偿自控方案实际上是由很多不同的分立元件组成的，包括相位检测、电流检测、相位显示与无功显示、无功值运算、cosφ额定调节、电平比较、电源、定时脉冲、投切控制、过压保护、电容器组、供电系统。其中，系统中的相位、无功运算、电流检测单元、投切单元、电容器等，是影响无功补偿自动控制的主要部件。结合电子式无功补偿控制方案的结构能够发现，其具有体积大、线路复杂、元件多等缺点，同时其使用的周期相对较短。如果电子式无功补偿系统在运行的过程中发生故障问题，而工作人员没能对其进行及时维修、恢复，那么就必须对无功补偿进行手动控制，影响电力系统运行的稳定性。因此，电子式无功补偿自控方案在电力设计中的应用较少，已经逐渐被更加先进的方式所取代。
2.电力设计中单片机控制式无功补偿自控方案
一般情况下，以单片机控制技术为基础的无功补偿自控系统，所涉及的模块较多，如显示模块、信号调理模块、控制补偿模块、键盘控制模块等。在系统运行的过程中，由于其具有先进指令集、单周期执行指令时间，所以可以确定单片机1MIPS/MHz的具体数据吞吐率，以此来解决功率消耗、处理速度之间的矛盾问题。在单片机的内核之中，包含很多相关的无功补偿指令，同时还存在32个寄存器，而寄存器与逻辑运算单元相互连接，保证指令能够在同一个周期中，对两个寄存器进行同一时间的访问。除此之外，单片机控制式的无功补偿自控方案，可以在很大程度上提高代码率，同时与传统的控制器比较，其数据的吞吐率具有明显的优势。
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在单片机控制式的无功补偿自控方案中，处理AVR信号的过程为：（1）A/D转换器对电力系统中的信号进行采样；（2）基于FFT算法对所采集的电力信号，进行系统的分析与处理；（3）检查、判断电力系统中，当前的电压是欠压还是过压，电流的状态是否呈现为负值；（4）根据最终的判断结果，确定是否切除电容器。实际上，以单片机控制系统为基础的无功补偿自控方案，全部都是以模块的方式进行设计的，主要的模块包括电网参数计算模块、电容器投切模块、数据采集模块、显示与键盘模块。然后，工作人员以修改程序为前提，完成系统的调试以及连接[1]。例如：ADμc812型号的单片机，其在电力设计的无功补偿自控中发挥着重要得作用，其优势主要表现为：稳定性强、成本较低、结构相对简单等，目前在电力设计中的应用较为广泛。通常投切元件会使用继电器SSR，所以在运行的过程中不需要使用CUP实现系统的控制，解决了控制复杂等相关的问题，提高电力系统运行的安全性、稳定性。
3.电力设计中PLC控制式无功补偿自控方案
以PLC控制技术为基础的无功补偿控制方案，在设计的过程中主要使用稳压电源、输出电路、相角检测电路等。但是，对于电力系统中硬件电路的控制，基本上都是通过PLC实现的，包括清零电路、译码器、可逆计数器等。由于在无功补偿自控系统的运行中，相角检测电路输出的信号相对较弱，所以并不能对PLC的输入产生促进作用，进而需要以放大的方式，对该信号进行处理，然后才能够将其作为系统的输入信号。根据系统的实际控制需求，就能够利用PLC控制技术实现无功补偿自控的基本目标[2]。但是，PLC的输入点在容量大小方面存在局限性，因此应加入中间继电器，然后才能够将其作为输出电路。
根据PLC控制式无功补偿自控的流程，其主要就是将模块化设计、结构化设计进行了有机结合，提高系统中层次的有序性、鲜明性。这样的方案设计，便于系统中的检测模块随时完成相角信息的采集，同时与既定的参数进行系统的比较、分析，确定其中不相符的参数，切除系统中的补偿电容器，提高电力系统功率的合理性、规范性。例如：以S7-200西门子PLC为基础进行无功补偿自控设计，就可以基于系统中的时钟、日历等，完成电力系统中的投切工作，如果发现检测电路、单元模块发生故障问题，根据相应的时间进行设定，就可以自动完成投切工作，减少误动作现象的发生。另外，如果系统中的PLC发生故障，软件可以自动将输出中止，同样能够避免出现误动作，提高电力系统运行的安全性、稳定性。
结语：综上所述，电力设计中无功补偿自控方案包含的方式较多，工作人员必须结合电力系统的实际需求，采用合理的无功补偿自控方案。在这一基础上，可以充分发挥无功补偿的作用与价值，提高电力系统运行的稳定性，减少电力运行过程中所产生的电能损耗，增强电力系统的经济效益、社会效益。简言之，电力设计中无功补偿自控方案的应用，必须具被针对性、科学性。
参考文献：
[1]陈超，童可君，杨艳.一种基于电子标签技术的电力安全工具系统设计与应用[J].科技创新与应用，2019（04）：86-87.
[2]吕晓慧，徐永海，张雪垠.具有电动汽车快速充电接口的电力电子变压器低压直流侧设计[J/OL].现代电力，2019（02）：40-48[2019-02-14].
论文作者:王笃林,王凡
论文发表刊物:《电力设备》2019年第1期
论文发表时间:2019/6/21
标签：自控论文; 电力论文; 方案论文; 单片机论文; 系统论文; 电力系统论文; 模块论文; 《电力设备》2019年第1期论文;