智能电容器开发设计与应用技术

本书主要介绍智能电容器的开发设计与应用技术。首先介绍智能电容器的发展，概括了无功补偿设备发展历史与智能电容器产品的兴起和发展过程，总结了智能电容器的特点，为无功补偿设备智能化和模块化的发展提供参考。详细论述了智能电容器的结构，并给出了智能电容器模块化关键技术，提出了智能电容器主电路结构和参数的设计原则与方法，为智能电容器无功补偿设备的开发和设计提供了技术指导。在作为智能电容器核心部件的控制器的功能和设计技术中，提出了控制器设计的原则和方法，并对控制器中控制方法的关键技术与难点进行了总结。为了深入论述智能电容器的设计实践，本书列举了两个设计实例，分别对基于单片机和基于DSP实现的智能电容器控制器进行了阐述，实现智能电容器的设计。本书还介绍了智能电容器仿真技术及智能电容器工程设计与应用技术，对设计、开发与应用具有重要参考意义。本书注重理论与实践的结合，为从事智能电容器装置及产品设计和制造的技术人员，以及产品应用的技术人员提供参考。

赵国鹏，从2011年开始，在华北电力大学电气与电子工程学院任教，从事电力电子与电力传动领域的教学和科研工作。主持1项国家自然科学基金项目，承担多项企业合作项目，参与国家科技支撑计划项目、国家重点基础研究发展规划(973计划)项目、国家高技术研究发展计划(863计划)项目、国家重点研发计划等多项课题，发表论文60余篇，其中SCI检索20余篇，EI检索20余篇，授权专利24项，授权软件著作权20项，出版教材2部。研究方向为电力电子技术在电力系统中的应用、电能质量控制、储能及变流器控制技术、新能源发电并网技术等。

目 录 第1章智能电容器的发展 1.1无功补偿技术 1.1.1无功功率的定义 1.1.2无功功率的产生和影响 1.1.3无功功率补偿装置 1.2智能电容器的兴起和发展 1.2.1低压电容器无功补偿技术的发展 1.2.2低压电容器无功补偿技术的分类 1.2.3智能电容器的定义 1.2.4智能电容器的基本原理 1.2.5智能电容器的发展现状 1.2.6智能电容器在配电网中的需求及面临的挑战 1.3智能电容器的功能和特点 第2章智能电容器的结构 2.1智能电容器的结构组成及其特点 2.2智能电容器模块化技术 2.3智能电容器的主电路结构 2.3.1主电路的接线形式 2.3.2补偿类型 2.3.3投切开关的类型 第3章智能电容器设计技术 3.1电容器 3.1.1并联低压电力电容器的发展 3.1.2自愈式电力电容器 3.1.3参数设计 3.2电抗器 3.2.1串联铁芯电抗器的发展 3.2.2串联铁芯电抗器的作用 3.2.3串联电抗器的选型及设计 第4章智能电容器控制器设计 4.1控制器的构成及控制目标 4.2测量与计算功能模块 4.3开关投切控制功能模块 4.4通信功能模块 4.5人机交互系统 4.6保护与故障报警模块 4.7其他辅助配套功能模块 第5章智能电容器关键控制技术 5.1无功补偿控制策略 5.1.1无功补偿控制判据 5.1.2电网参数检测与计算 5.1.3软件锁相 5.2过零投切控制技术 5.2.1过零投切控制策略 5.2.2过零投切驱动 5.2.3重复投切技术 5.3投切模式 5.3.1手动投切与自动投切 5.3.2投切逻辑 5.3.3防投切振荡技术 5.4优化补偿 5.4.1三相不平衡系统无功补偿 5.4.2混合补偿 5.5智能测控 第6章基于单片机的控制器设计 6.1控制器硬件电路的结构及功能 6.2主程序设计 6.3初始化模块 6.4检测与计算功能模块 6.4.1功率/电能测量电路 6.4.2电压同步电路 6.5输出模块 6.5.1输出信号驱动电路及投切控制子程序 6.5.2磁保持继电器过零投切自动校正模块 6.6通信功能模块 6.6.1RS-485通信电路 6.6.2RS-485通信程序设计 6.6.3I/O接口模拟通信 6.7人机交互系统 6.7.1人机接口硬件电路 6.7.2人机交互模块软件设计 6.7.3液晶显示 6.8保护功能模块 6.8.1温度保护电路 6.8.2保护模块程序设计 第7章基于DSP的控制器设计 7.1主电路的结构及参数 7.1.1主电路的结构 7.1.2主电路的参数 7.2控制器模块化设计 7.2.1控制器硬件电路结构 7.2.2主程序设计 7.2.3检测与计算功能模块 7.2.4输出模块 7.2.5通信功能模块 7.2.6人机交互模块 7.2.7数据存储功能模块 7.2.8时钟日历功能模块 第8章智能电容器仿真 8.1基于PSIM的仿真 8.1.1无功功率计算 8.1.2锁相环仿真 8.1.3过零投切仿真 8.1.4循环投切仿真 8.2基于DSP的硬件仿真 8.2.1基于SimCoder的DSP控制智能电容器设计 8.2.2基于SimCoder生成的C语言代码 8.2.3基于SimCoder的仿真结果 第9章智能电容器工程设计与应用 9.1智能电容器应用的相关标准 9.2智能电容器工程设计 9.2.1智能电容器工程条件 9.2.2工程设计要求 9.2.3智能电容器参数选择 9.2.4智能电容器组配置方案 9.2.5智能电容器试验 9.3智能电容器安装及检验 9.4智能电容器与APF混合应用技术 9.5智能监控系统及自适应控制技术 9.5.1智能电容器组智能监控系统 9.5.2智能电容器组满载模拟试验设备 9.5.3智能电容器同步开关自适应控制系统 参考文献 附录A智能电容器相关标准一览表 附录B功率因数调整电费计算表