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1、通过LabVIEW实现高压无功补偿监控系统的设计与应用通过LabVIEW实现高压无功补偿监控系统的设计与应用ronggang导语：本文介绍了LabVIEW的概念、特点及其在高压无功补偿监控系统中的应用情况。说明了利用LabVIEW进展监控软件开发的根本经过摘要:本文介绍了LabVIEW的概念、特点及其在高压无功补偿监控系统中的应用情况。说明了利用LabVIEW进展监控软件开发的根本经过。该系统在软、硬件构造及功能上的设计都不同于传统的监测系统，具有高度的灵敏性和扩展性。关键词:LabVIEW;高压无功补偿;监控系统Abstract：Thispaperintroducestheconceptan
2、dcharacteristicsofLabVIEWandapplicationofLabVIEWonHVStaticVarCompensatormonitoringandcontrolsystem.DescribesbasicprocessofmonitoringandcontrolSoftwareexploitingbyusingLabVIEW.Thissystemisconsiderablydifferentformtheconventionalmonitoringandcontrolsysteminboththestructureandfunctions，Whicharehighlyfl
3、exibleandexpandable.Keywords：LabVIEW,HVStaticVarCompensator,Monitoringandcontrolsystem近年来，随着大功率非线性负荷的不断增加，电网的无功冲击和谐波污染呈不断上升的趋势，导致电网的线损增加，电压合格率降低，严重影响供电质量和经济性。采用静止型动态无功补偿装置SVC可以起到稳定系统电压、改善系统不平衡、进步负荷功率因数等作用，现已成功应用于冶金、采矿和电气化铁路等冲击性负荷的补偿上，而且还具有更加广泛的应用前景。大容量、实用化SVC装置的设计与运行经过中，监控系统的设计与实现是非常必要的，它起着运行信息治理中心的
4、作用。以往监控系统软件通常针对某个详细应用对象采用文本语言编程开发，用户界面不美观，开发周期长，移植和更改困难，而LabVIEW开发软件具有广泛的硬件支持、开放性互连、图形界面优美及开发周期短等优点，十分合适测控自动化应用和监控系统的开发。基于虚拟仪器技术的SVC监控系统收集、存储、分析来自各个子系统的实时运行数据，并以此判定整个SVC装置是否正常工作，同时将分析结果以直观易懂的方式呈现给现场运行人员，是开发人员和用户理解SVC系统状态的主导窗口。本文介绍了怎样利用虚拟仪器技术在LabVIEW软件开发平台下研制SVC监控系统，实现SVC系统远程操纵控制命令的分散下达和实时运行信息的集中监视。2
5、高压无功补偿系统的构造与功能SVC装置通常有以下几种构造：晶闸管控制电抗器TCR;晶闸管控制的高阻抗变压器TCT;晶闸管投切电容器TSC;TCR+TSC混合装置;TCR+固定滤波器电容器FC的混合装置。这里以TCR+FC型SVC系统为例进展监控系统的设计。SVC系统是一个高度综合和复杂的计算机控制系统，它由收集单元、控制单元、触发脉冲产生单元、监控单元、保护单元5个子系统构成。其中，数据收集单元完成三相电压和三相电流的检测;控制调节单元完成静止补偿原理的闭环调节器的控制算法;触发脉冲产生单元主要完成同步功能和脉冲产生分配;监控单元完成SVC系统构造的重构、控制参数的设定、面板操纵命令的下发、系
6、统运行参数的动态采集和显示;保护单元完成过流和过载保护、阀组超温及其BOD保护等。3高压无功补偿监控系统的实现3.1SVC监控系统功能及组成SVC监控系统详细可完成以下功能：监视装置的启动经过;实时收集并显示系统的运行状态;在线判定系统故障状态;记录重要系统运行信息;为远程计算机传递数据;系统长期运行状态分析，生成电压质量、谐波含量分析报告;系统调试期间录波回显，协助安装人员快速查看系统状态等。这些功能为SVC装置正常工作提供强有力的保障，因此，SVC的监控系统是采用内置数据收集卡的工控机为根底，虚拟仪器LabVIEW为工具进展开发的。除了数据收集之外，监控系统还要负责和其他设备的通讯以及远程
7、数据传输工作，采用高性能的工控机使得同时完成如此复杂的任务变得更加轻易。而采用了图形化的编程语言LabVIEW，把底层与硬件交互的局部封装起来，使得应用程序的开发经过特别简单，操纵界面友好。3.2LabVIEW简介LabVIEW是美国国家仪器公司NI提供的一款功能强大又灵敏的虚拟仪器和测控软件开发工具，是一种图形化编程语言，简称G语言，其编程经过是通过图形符号描绘程序的行为，它提供了大量的虚拟仪器元件和函数库以方便编程，可直接用于实现数据收集、网络通讯、文件输入输出、GPlB和串行仪器控制以及数据分析等。由于LabVIEW的编程是完全图形化的，不同于其他文本方式的编程工具，这种“所见即所得的直
8、观效果给工程技术人员带来了极大的方便，LabVIEW提供了工业界最大的仪器驱动程序库，以及不同工业领域的各种控件模型，用户可以根据需要，在根本控件模型的根底上进展继承优化，LabVIEW还支持通过Internet、ActiveX、DDE和SQL等交互式通讯方式实现数据分享，也支持面向对象的程序设计。同时，LabVlEW直接支持微机中的RS一232和RS一485接口，不需任何外部板卡，可通过软件编程实现仪器的控制和数据的传输。在LabVIEW开发环境下，用户可以根据需要选择适宜的控件模型，设计出既知足用户要求又美观实用的VI。3.3SVC监控软件设计软件的设计及实现是开发SVC监控系统的主要工作
9、,也是开发难点所在。用LabVIEW进展SVC监控系统的程序设计，有两个重要的设计概念，即“程序功能决定程序构造和“数据流。由于LabVIEW程序是由多层多个构造和接口模型一致的子VI互相连接、嵌套构成的，每一个子VI都是一个封装好的VI，完成一定的功能，所以程序构造确实定实际上取决于程序功能的划分;同时，不同子VI之间是通过“数据流进展连接的，而且数据流是子VI的处理对象，并决定了程序的流程，因此，确定了数据流的内容和方向，也就确定了程序的功能和构造。基于以上概念和LabVIEW的特点，SVC监控系统的软件设计采用按功能划分的主从式程序构造，首先确定监控系统的各项功能，然后按照功能和待处理数
10、据的流向来确定程序构造。SVC监控软件主界面见图1，主要包括主界面、实时数据、实时曲线、谐波监测、历史曲线、功率因数统计、故障记录、硅状态监测、系统参数画面。当按下相应的按钮后，即进入到其对应的画面中。align=center图1监控软件主界面/align运行经过中，监控系统周期性地向下位机发送运行参数召唤命令，下位机正确接收到召唤命令后将系统运行参数系统电压、电流、有功、无功、功率因数等上传给上位机，并显示在主界面上。3.3.1实时数据功能当按下实时数据按钮后，进入实时数据画面，可以显示当前电网的三相功率、电压、电流数据以及阀组温度等信息。3.3.2实时曲线功能当按下实时曲线按钮后，进入曲线
11、画面，它能对指定的各监控量进展自动检测,包括反映实时运行状态的电流、电压、频率、功率因数等各种数据画面,方便的提供了指定参数的实时监测曲线。3.3.3谐波监测功能当按下谐波监测按钮后将显示系统的谐波状况及谐波的频谱，如图2所示。点击选项卡可选择要查看的谐波所在的相。点击谐波分量选择的增、减按钮也可在输入框中直接输入可选择谐波的次数，如选择3次、5次、7次谐波等，而在下方的显示框中将会显示所查看的谐波的幅值和THD谐波失真度。align=center图2谐波监测子界面/align3.3.4历史数据列表功能按下历曲线按钮后，进入历史数据表格，历史数据列表功能可对指定的监控量进展自动检测、自动存储，
12、并可将各个不同类型的数据分别显示于多幅不同的表格上,利用选择键，方便的选择所需表格画面,同时还可以生成当时的历史曲线图，便于生动的观察任意时刻的系统状态，还可通过输入详细时间来调出当时的数据记录。3.3.5功率因数统计功能按下功率因数统计按钮后，进入功率因数统计画面，在该画面中可观察到电网功率因数在指定时间内的变化趋势，并可对这些数据进展相应的处理。3.3.6故障记录查看功能按下故障记录按钮后，进入故障记录画面，该界面用于存储监控系统的故障报警情况，包括阀组、BOD、电网电压及电流的故障报警情况。操纵者还可通过输入详细时间来调出当时的系统故障记录，并可将该记录进展打印。3.3.7硅状态监视功能
13、硅状态监视界面用于监测所有阀组的工作状态，当出现阀组故障或者BOD产生动作而报警时，单击硅状态监视按钮，可直观地查看详细是哪个硅或者BOD产生报警，方便维护。同时该界面还具有阀组超温报警指示功能。3.3.8参数设置功能当按下参数设置按钮后，会弹出用户登录对话框，只有输入正确的密码才能进入该画面进展设置，这样可有效防止非专业人员误操纵。该画面主要用于设置SVC装置的所有运行参数和串口配置等，操纵人员可以根据实际的工况进展设置。基于LabVIEW软件开发的SVC监控系统，与传统的监控系统相比，其操纵界面直观逼真，运行方式切换灵敏，系统运行信息全面明晰，更具有硬件电路简单!可靠性高!软件功能丰富!扩展性好等众多优点。目前本系统已经投入运行，实现了对高压无功补偿装置各参数的在线实时监测与控制，实际运行结果也证实了SVC控制系统的正确性和基于LabVIEW的SVC监控系统的优越性。参考文献：1LabVIEW8.20编程及应用北京:电子工业出版社,2020.2逯帅，静止无功补偿装置控制器的设计与实现学位论文北京：清华大学电机工程与应用电子技术系，2002.3艾欣,虚拟仪器技术及其在电力系统中的应用电力系统自动化,2001.4马国华，监控组态软件及其应用北京:清华大学出版社,2002.