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电力已经成为现代社会不可或缺的能源。社会越发展，对电力的需求越强烈。由于建造发电厂需要巨额投资，而且会给环境带来不小的污染。因此，采用电力电子技术高效地利用已有的电力资源，实现降低损耗和扩大容量是电力可持续发展之道。研究和实际运行的经验表明：采用动态无功补偿系统可大大提高现有电网的传输能力，大幅度降低电网损耗，从而节约了建造电厂的投资。
本文提出以Triscend公司的可配置的片上系统(CSoC，Configurable System on Chip)芯片TE505为核心，配合外围的AD采样电路，无功补偿装置的投切电路，脉冲宽度调节电路，显示模块以及键盘模块，通过软件编程方式来实现核心部分的数据计算，控制算法以及保护逻辑，用硬件来实现系统的外围功能，以实现对电网线路的无功补偿，提高功率因数。
无功的介绍及无功补偿装置
电力网络除了供给用户有功负荷之外，还要供给用户以无功的负荷。用户的用电设备都有电感和电容存在，所谓无功负荷，则是为了维护电源和电设备的电感和电容之间磁场和电场振荡所需的能量。因此，只要电力系统已经形成，该能量则是不可避免的。无功分电感性和电容性两种。感性无功是电力母线上电压相位超前电流相位造成的，而容性的无功正好相反。为了电网的稳定和提高电器设备的寿命，应该尽量使电力线路上存在的无功尽量小。功率因数是电网提供的有功功率与提供的总功率的比值。而总功率是由有功功率和无功功率共同组成的。若无功功率降低，则系统功率因数就会提高。
目前真正实用的动态无功补偿方案主要还是静止无功补偿装置(SVC，Static Var Compensator)。自上世纪80年代以来，传统静止无功补偿装置经过长足的发展，成为了主要的动态无功补偿装置，解决了大量的动态无功补偿问题。但是在应用于6KV以上的高压系统时，还是无法克服几个装置本身所固有的缺陷：可靠性低、谐波污染大，维护费用高等。随着控制技术的不断发展和对电抗器工艺与结构的突破性改进，在克服了传统饱和电抗器响应速度慢、损耗大、噪音大、谐波大等缺点之后，一种基于磁阀式饱和电抗器(MCR)的新型静止无功补偿装置在具备了响应速度快的特点的同时，克服了传统静止无功补偿装置的上述诸多缺陷。本系统采用这种新型的无功补偿装置，该装置由磁阀式饱和电抗器和电容构成，并联到电网母线上。
无功补偿系统控制方法
该无功补偿系统连接在变电站的低电压侧，实时采样电网母线上电压值和电流值，通过瞬时无功理论计算电网线路上当前时刻的无功。计算出当前的无功后与用户设置的目标无功值进行比较，如果在用户设置的范围内，系统不进行任何操作。若当前无功超出用户设置的目标无功值范围，该系统就会在条件满足时将无功补偿装置和电网母线连接的开关闭合，从而实现对电网动态无功补偿。
无功补偿系统的硬件平台
如图1所示。AD通过TE505的配置，循环采样电网母线上的电压值和电流值以及无功补偿装置的电流。测量电网母线上的电压和电流是为了计算系统当前的有功和无功。测量补偿装置的电流值是为当装置上的电流有效值大于用户设置的保护值时，要切断无功补偿装置和母线的连接以保护无功补偿装置。用户可以通过键盘输入无功的目标值，无功补偿装置的电流保护值等一些系统参数以满足实际的需要。EEPROM负责存储用户设置的参数，以便每次上电后保持上次的设置。LCD负责显示当前系统的有功、无功等信息，也可以显示用户设置的参数值。TE505可以通过控制投切开关来控制电容和MCR与电网母线相连。而MCR的电感量的大小可以通过TE505发送的脉冲宽度调制信号(PWM，Pulse Width Modulation)来设置。
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