任务书-基于51单片机的智能功率补偿方案设计

湖南铁道职业技术学院毕业设计任务书学期2015学年第一学期课题名称基于51单片机的智能功率补偿方案设计班级指导教师计划制订专业负责人教学院长2014年9月10日《基于51单片机的智能功率补偿方案设计》设计任务书一、课题名称基于51单片机的智能功率补偿方案设计二、适用专业通信专业三、毕业设计任务1、课题概述电力系统中，功率有有功和无功之分，无功在系统优化运行中占有重要的地位，无功功率有有利的一面也有不利的一面，有利的一面是无功功率是电能转换成其他能量的前提，若没有无功功率，其他热能、动能等都不可能由电能而来，不利的一面是对用户来说无功功率的存在使得电能的质量下降，使自身的利益降低，对电力企业来说存在巨大的企业效力的巨大问题，所以我们应该将无功功率提高到相应的数值，实现电能利用效率的最合理化。据数据统计，2007年我国年总发电量为32559亿千瓦时，统计线损率为8.77%，这个数据没有包含110kv、35kv、10kv这类相当大的的输电线损及0.38kv的低压电网线损。据报道，估计实际的统计线损率约为百分之十五，即2007年全国年线损量约为4800亿千瓦时。无功补偿不仅具有节省投资、节省电力、节省燃煤及污染的作用，同时还可以提高电力系统设备的供电能力，减少用户电费开支，改善电压质量，延缓用户的增容改造。2、实现原理图无功补偿设计是通过单片机实现电网380V的电压的补偿，单片机所能承受的电压为5V，即系统需要设计降压电路，补偿要检测电压电流的相位角的电路，不可缺少的，系统需要单片机模块和显示功率因素的模块，另外，系统通过投切电容来实现功率因素的提高，所以系统中需要设计电容投切模块。无功补偿针对的是电网的三相电压，所以系统设计时应该有三组并联的补偿装置，设计中以一相为例。设计原理图如图1所示。图1原理图3、设计要求（1）电压电流转换电路：为了与电网中转换过来的电压信号进行相位比较，利用413ES将电流转换成电压。（2）相位差：将电压电流转换电路得到的电压值给触发器CD4013，经触发器构成的比较电路后，输出为电压电流的相位差信号。（3）A/D转换：模拟/数字（A/D）转换器的功能是将输入的模拟信号转换成数字信号的形式输出。（4）单片机电路：综合运行各种状态。（5）显示电路：采用DpyBlue-CC数码管来显示，显示值为功率因素大小。（6）电容投切电路：系统并入电容，电路进行补偿，补偿后的功率因数经单片机计算后判断是否投入更多电容。4、设计内容（1）电压电流转换电路的设计（2）相位差及模数转换电路的设计（3）单片机电路的设计（4）显示电路设计（5）电容投切电路设计四、毕业设计论文格式要求1、封面2、目录3、内容摘要(200~400字左右，中文)4、引言（概述电网无功功率补偿的背景、意义及目前国内外研究情况）5、正文（设计方案比较与选择，设计方案原理、计算、分析、论证，设计结果的说明及特点）6、结束语7、附录(参考文献、图纸、材料清单等)五、毕业设计内容与时间分配序号毕业设计项目及要求周数1分析讲解毕业设计课题，明确课题要求实现的功能12系统总体方案设计13模块原理图设计14硬件设计25软件程序编写调试26系统测试与性能分析17撰写毕业论文2六、毕业设计答辩与论文要求1、毕业设计答辩要求答辩前三天，每个学生应按时将实物及毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计与计算方法、实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。2、毕业设计论文要求文字要求:说明书要求打印(除图纸外)，不能手写。文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。图纸要求:按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。七、考核方式与标准1、考核方式考核方式分为过程考核和论文答辩两种形成。过程考核主要考核学生在毕业设计期间对知识的掌握程度。论文答辩主要考核方案设计的合理性，毕业论文的书写，回答问题的情况。2、考核标准序号考核内容考核比例1明确毕业设计课题要求，正确进行功能模块的划分10%2毕业设计期间组织纪律性强，无迟到、早退、缺课现象10%3小组协作精神强，所有的小组成员在规定时间内完成要求的任务。10%4认真书写毕业设计论文，设计方案合理50%5回答问题正确20%合计100%