学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

组合式无功补偿控制策略研究

作　者: 王思宇
导　师: 高强
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 电气工程
关键词: 静止无功发生器 晶闸管投切电容器 协调控制 无功补偿
分类号: TM761.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 5次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


近年来，电网中广泛应用的感性、非线性、冲击性电力负载产生大量的无功需求，致使电网的功率因数降低、电压稳定性降低，严重影响电网的供电质量。动态无功补偿技术在有效提高系统功率因数，稳定电网电压，提高输配电系统的稳定性方面具有重要的意义。晶闸管投切电容器（TSC）和静止无功发生器（SVG）是两种重要的且应用十分广泛的无功补偿装置。本文综合考虑二者的运行特性和经济性，提出一种组合式拓扑结构，兼顾了SVG补偿快速性、运行灵活性及TSC低成本的特点。在组合系统工作原理研究的基础上，本文提出了组合系统的协调控制策略，确保组合系统有序工作，实现快速大容量动态无功补偿。本文首先对TSC及SVG的电路拓扑结构及控制算法进行了分析和选取。TSC主电路拓扑结构采用按二进制容量分组的三相角接TSC，基于电容器投入暂态过程的分析，提出了晶闸管端电压过零投切方式的TSC投切控制算法，实现TSC无冲击投切，且过渡过程短。SVG拓扑结构采用电压型桥式逆变电路，对SVG电流直接控制、电流间接控制算法进行比较分析，最终选取定时控制的瞬时值比较方式的直接电流控制法，控制精度高，无功输出电流调节速度快。其次，在对组合系统运行特性的分析的基础上，本文给出了由协调层、无功控制层、执行层构成的分级代理的协调控制策略。在协调层采用电源负载双检测点进行无功检测，将开环控制和闭环控制相结合；利用瞬时无功功率算法准确快速提取基波无功电流；给出详细的无功分配原则，避免SVG长时间处于极限输出状态，同时提高系统整体响应速度。无功控制层和执行层根据协调层的无功分配控制TSC和SVG协调有序工作，产生相应的补偿电流。通过MATLAB仿真分析进一步验证控制策略的可行性。最后，为验证组合补偿系统的实时性及补偿效果，进行了控制算法的软件设计及控制系统硬件电路设计，并在实验平台上进行了相关实验，实验表明，本系统能够实现准确快速大容量无功补偿，补偿过程中SVG和TSC工作协调有序，系统的补偿效果和动态响应速度都满足要求。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-16
  1.1 课题背景及研究意义  8-9
  1.2 无功补偿技术的发展及应用现状  9-13
    1.2.1 静止无功补偿器(SVC)  10-12
    1.2.2 静止无功发生器(SVG)  12-13
  1.3 组合无功补偿装置研究现状  13-14
  1.4 论文的主要研究内容  14-16
第2章 组合式无功补偿系统工作原理分析  16-27
  2.1 引言  16
  2.2 TSC 工作原理  16-21
    2.2.1 TSC 主电路结构  16-18
    2.2.2 TSC 电容器投入暂态过程分析  18-20
    2.2.3 TSC 投入时刻选取  20-21
  2.3 SVG 工作原理  21-25
    2.3.1 SVG 基本结构  21-22
    2.3.2 SVG 工作原理  22
    2.3.3 SVG 控制策略  22-25
  2.4 TSC 和 SVG 运行特性比较分析  25-26
    2.4.1 输出特性分析  25-26
    2.4.2 响应速度分析  26
    2.4.3 损耗特性分析  26
  2.5 本章小结  26-27
第3章 组合式无功补偿系统协调控制  27-43
  3.1 TSC+SVG 运行特性分析  27-28
  3.2 总体控制策略  28-36
    3.2.1 协调层工作原理分析  29-34
    3.2.2 无功控制层工作原理分析  34-35
    3.2.3 执行层工作原理分析  35-36
  3.3 控制策略仿真分析  36-42
    3.3.1 仿真模型的建立  36
    3.3.2 动态补偿效果仿真分析  36-42
  3.4 本章小结  42-43
第4章 系统硬件电路及软件程序设计  43-53
  4.1 组合补偿装置的组成  43-44
  4.2 控制系统硬件电路设计  44-49
    4.2.1 控制器选取  44
    4.2.2 信号调理电路设计  44-46
    4.2.3 输出信号驱动隔离电路  46
    4.2.4 晶闸管触发电路设计  46-48
    4.2.5 控制板辅助电路设计  48-49
  4.3 控制系统软件设计  49-52
    4.3.1 DSP 软件开发流程  49
    4.3.2 软件总体设计  49-52
  4.4 本章小结  52-53
第5章 实验验证  53-63
  5.1 实验平台的搭建  53-56
  5.2 负载特性分析  56-57
  5.3 补偿特性分析  57-62
    5.3.1 动态响应特性分析  57-60
    5.3.2 无功补偿效果分析  60-62
  5.4 本章小结  62-63
结论  63-64
参考文献  64-67
附录  67-68
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果  68-70
致谢  70

相似论文

  1. 船用蒸汽动力装置调节/保护多目标控制问题研究,U664.11
  2. FC+TCR型静止无功补偿装置的研究,TM761.1
  3. 基于DSP的TCR+FC型无功补偿装置的研究,TM761.1
  4. 贴片机控制系统底层软件模块与上层软件设计,TP273
  5. 基于dsPIC的静止无功补偿装置数字控制系统的设计,TM761.1
  6. 动态无功补偿装置设计及其并网混沌现象分析,TM761
  7. 风电接入对电网的影响及对策研究,TM614
  8. 动态无功补偿在油田变电站的应用研究,TM714.3
  9. 基于数字化控制的磁阀式可控电抗器的设计与开发,TM47
  10. SMT贴片机控制系统的硬件设计与调试以及协调控制方法探讨,TN405
  11. 冷轧机乳化液系统的优化设计,TP273
  12. 工业锅炉与余热发电协调控制研究,TM617
  13. FPGA在低压SVG中的应用,TN791
  14. 低压SVG的并联运行研究及设计,TM761.1
  15. 矿井电网中MSC动态无功补偿系统的研究,TM761.1
  16. 静止同步补偿器在配电网中作用的研究,TM761
  17. STATCOM静止同步补偿器直接电流控制的分析与研究,TM761
  18. 三相三线制低压SVG控制器的研发与设计,TM714.3
  19. 三相四线制低压SVG研究与设计,TM761
  20. 冲击性负荷的静止无功补偿系统的研究,TM761.1
  21. 低压无功补偿装置的研究与设计,TM761.1

中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化 > 自动调整 > 电压与无功功率的自动调整 > 电压及无功功率自动调整的试验及模拟
© 2012 www.xueweilunwen.com