无功补偿是电力系统运行的基本要求,为了实现电力系统运行中的无功平衡,必须对各种电力负荷所需的无功进行补偿。本文介绍无功补偿的现实意义,分析无功补偿的必要性,简单介绍国内外无功补偿技术的研究现状,探讨无功补偿的几种方式以及无功补偿的基本原理。然后基于国内电力市场的需求现状,考虑到现代无功补偿的快速性和精度要求,提出了两种以复合开关为电容投切开关无功补偿控制器的设计方案,分别是基于ARM的无功补偿控制器方案和基于DSP的无功补偿控制器方案。两种控制器都能够实现自动采样计算、无功自动调节、故障报警保护、使用SD卡存储数据,液晶显示等功能,并可以与上位机通讯,存储查询更多的历史数据。两种方案在系统设计上各有所侧重。基于ARM无功补偿控制器方案重点考虑降低设计的复杂度及成本控制上。主控芯片采用的是处理速度快、具有流水线结构的ARM7TDMI-S处理器LPC2220。信号的采集工作利用芯片自带的A/D转换通道配合少量的外围电路完成。软件设计基于ADS1.2开发平台,采用嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ,使用模块化设计的方法,把不同功能的基本函数打包在不同的文件中,在需要的时候可以直接调用。软件设计更直观,更便于软件设计过程的修改与调试。基于DSP无功补偿控制器方案重点考虑测试的精确性和系统功能完善。主控芯片采用的是ADI公司Blackfin系列产品的成员ADSP-BF533。同时采用硬件同步采样方式进行三相电信号的采集工作,A/D转换芯片使用的是AD公司AD7656芯片。AD7656是高集成度16bit逐次逼近(SAR)型ADC芯片,可以完成6通道独立的同步采样,保证了采样的精度。