电力系统无功 功率的平衡是电能质量的重要保证。在电力系统0.4kV低压电网中，采用 无功补偿的方法来提高 功率因数，减少无功损耗，是改善供电质量、减少损耗、提高设备利用率的重要手段之一。目前低压 无功补偿装置多采用MCU作为主处理器，通过A/D采样电网的电压、电流参数，实时计算电网的 无功功率、无功电流或功率因数，根据相应的控制策略来控制电容器组的投切，实现对电网的无功补偿。这类控制器由于A/D采样精度不高，计算量较大，对CPU计算性能要求高，软硬件设计复杂且难度大，无功补偿精度低，系统响应时间比较长等，通常只能用于对无功补偿动态响应速度要求不高的场合。鉴于此，本文提出一种基于专用电能计量芯片+MCU的 新型 动态无功补偿控制器。

1 控制器工作原理及硬件设计

实现高精度的无功补偿的前提是能够准确的测量电网的运行参数，包括对 有功功率、无功功率、能量、电网的功率因数、 谐波状况等参数的采集和测量。利用ATT7022A电能计量芯片可以得到这些参数的精确值，并且简化了软件的设计。在控制策略上，许多无功补偿控制器以功率因数作为投切判据(实际上功率因数的高低并不能直接反映无功缺额的大小)，极易造成在某些情况下频繁误动。若采用无功电流判据，这比仅用功率因数作判据好些，但也不够完善。本设计采用无功缺额作为主判据，以功率因数和电压作为辅助判据的综合判据，通过执行机构实现补偿电容器的循环投切，对无功补偿电容的控制更加合理。本文选用ATT7022A电能计量芯片搭配8位单片机ATMGAME168的设计方案，可以完成对电网运行参数及时精确地测量，实现自动无功补偿。

1.1 的结构及性能介绍

ATT7022A是一颗高精度三相电能专用计量芯片，具有l6位A/D转换精度，内嵌有专用DSP电路，集成了6路二阶sigma-delta ADC、参考电压电路以及所有功率、能量、有效值、功率因数以及频率测量的数字信号处理等电路。

能够测量各相以及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功能量以及无功能量，同时还能测量各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率等参数，并支持全数字域的增益、相位校正，即纯软件校表。有功、无功频率校验输出CF1、CF2提供瞬时有功、无功功率信息，可以直接接到标准表，进行误差校正。ATT7022A提供一个SPI接口，方便与外部控制器之间进行计量参数以及校表参数的传递。

计量模块主要是将从电压、电流采样通道来的数据进行数字高通 滤波和移项滤波或相位校正进行计算，得到需要的参数量，包括电压与电流有效值、功率、频率、相位角等参数，并将这些参数存于计量参数寄存器中，通过SPI口将参数传给控制器。

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