学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

新型静止无功发生器控制器的研究与设计

作　者: 唐佳佳
导　师: 赵明
学　校: 辽宁科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 无功补偿 SVG 模糊PI DSP
分类号: TM761.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 59次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


无功功率在电网中不断循环，造成电能的浪费，如何利用无功补偿装置实现动态无功功率补偿是目前电力电子学科中比较活跃的研究领域之一。随着柔性交流输电技术的发展和大容量电力电子器件的广泛应用，先进的无功补偿装置—新型静止无功功率发生器(SVG)越来越受到低压无功补偿领域的青睐。文中详细分析了SVG的基本结构和工作原理，构造了SVG的数学模型。在充分比较p-q检测法和i p-i q无功电流检测法的优缺点后，设计中采用了误差较小的i p-i q检测法，实现对电网无功电流的实时检测。采用电流直接控制法对电网电流和SVG交流侧输出电流进行控制并与三角波进行比较，最后利用正弦脉宽调制技术（SPWM）控制开关元件的通断以实现对电网电压的实时动态补偿。设计中对无功电流的控制策略是将传统的PI控制与模糊控制相结合，综合了PI控制稳态误差小和模糊控制灵活性好的特点，比传统的PI控制有更快的响应速度。在控制器的实现上，采用TMS320F2812型32位定点数字信号处理器作为主控制器，利用其内部自带的AD转换器和EV事件管理器有效地处理复杂的运算，以实现对电网电流实时跟踪动态补偿。开关元件选用集成度高，抗干扰能力强的智能功率模块IPM，使系统可靠性进一步提高。运用MATLAB7.1仿真软件搭建本设计的SVG控制算法的软件仿真模型，对电网的电压和电流相位进行了仿真分析。仿真结果表明：所设计的控制方案在感性负载和容性负载时，能实时动态地补偿系统中的无功电流，且补偿后的电压和电流相位基本同步。从而证明了设计方案的可行，能够达到实时动态补偿电网中无功电流的效果，同时还进行了PI与Fuzzy-PI电流控制方法的仿真结果分析，进一步证明了Fuzzy-PI控制在补偿速度上的优越性。最后利用仿真波形分析了连接电抗器在不同电感值时的对电网电流的影响。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
1. 绪论  9-14
  1.1 课题的研究背景和意义  9-10
  1.2 无功补偿装置的发展历程  10-12
    1.2.1 并联电容器  10
    1.2.2 同步调相机  10
    1.2.3 静止无功补偿装置（SVC）  10-11
    1.2.4 静止无功发生器（SVG）  11-12
  1.3 SVG 的国内外发展趋势  12-13
  1.4 本文研究的主要内容  13-14
2. 无功电流的检测和控制方法研究  14-37
  2.1 SVG 基本结构  14
  2.2 SVG 的工作原理  14-16
  2.3 SVG 的数学模型  16-19
  2.4 无功功率理论  19-21
    2.4.1 正弦交流电路的无功功率  19-20
    2.4.2 非正弦电路的无功功率和功率因数  20-21
  2.5 瞬时无功功率理论  21-25
  2.6 无功电流的检测  25-27
    2.6.1 p-q运算方式  25-26
    2.6.2 i_p-i_q运算方式  26-27
  2.7 SVG 的控制方式  27-31
    2.7.1 电流的间接控制  27-28
    2.7.2 电流的直接控制  28-31
  2.8 模糊控制器的设计  31-35
    2.8.1 模糊控制基础  31-32
    2.8.2 模糊控制器的设计方法  32-33
    2.8.3 SVG 的 Fuzzy-PI 控制器设计  33-35
  2.9 本章小结  35-37
3. SVG 的硬件电路设计  37-44
  3.1 SVG 总体框图  37-38
  3.2 SVG 主电路的设计  38-39
    3.2.1 直流侧电容的选择  38
    3.2.2 交流侧连接电抗器的选择  38
    3.2.3 开关元件的选择  38-39
  3.3 SVG 控制电路的设计  39-41
    3.3.1 DSP 芯片的选择  40
    3.3.2 电压调理电路的设计  40-41
    3.3.3 电流调理电路的设计  41
  3.4 同步信号产生电路  41-42
  3.5 IPM 驱动电路的设计  42-43
  3.6 本章小结  43-44
4. SVG 的软件设计  44-51
  4.1 初始化模块  44
  4.2 过零信号检测模块  44-45
  4.3 模数转换模块  45-46
  4.4 数据处理模块  46-49
    4.4.1 电流检测与控制模块  46-48
    4.4.2 数字滤波模块  48-49
  4.5 三相 SPWM 脉冲生成模块  49-50
  4.6 本章小结  50-51
5. SVG 的 matlab 仿真结果研究  51-62
  5.1 SVG 的 matlab 仿真模型  51-55
  5.2 仿真结果分析  55-59
    5.2.1 补偿感性无功功率  55-56
    5.2.2 补偿容性无功功率  56-57
    5.2.3 SVG 动态补偿性能的验证  57-59
  5.3 不同电感值的连接电抗器对电网电流的影响  59-60
  5.4 本章小结  60-62
6. 总结与展望  62-65
  6.1 工作总结  62
  6.2 工作展望  62-65
参考文献  65-68
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  68-69
致谢  69-70
作者简介  70-71

相似论文

  1. 电子提花编织机电控系统设计,TS183
  2. 基于DSP的集成光栅细分数显装置的研制,TH822
  3. 基于DSP的二维准直系统的研究,TH741.14
  4. 半实物火炮自动操瞄俯仰角度控制系统的研究,TJ303
  5. 同步电动机励磁控制系统研究,TM341
  6. 基于DSP的任意次谐波发生器的设计,TM935
  7. AES算法及其DSP实现,TN918.1
  8. 基于DSP的机器人语音命令识别系统研制,TN912.34
  9. 相位法激光测距仪信号接收系统研究,TN249
  10. 基于DSP的OFDM系统中的信道估计技术实现研究,TN919.3
  11. 电视制导系统中视频图像压缩优化设计及实现研究,TN919.81
  12. 基于小波变换的语音信号去噪及其DSP算法实现,TN912.3
  13. 基于TMS320C6713的SPIHT图像压缩算法研究及实现,TP391.41
  14. 红外图像匹配技术研究,TP391.41
  15. 基于DSP的三维测头数据采集处理系统的研制,TP274.2
  16. 基于DSP的VXI总线通用接口板研制,TP274
  17. 基于DSP的水声信号采集系统研究,TP274.2
  18. 基于DSP的单频激光实时信号解调方法研究,TN911.3
  19. 激光准直系统的姿态测量装置研制,TN24
  20. FC+TCR型静止无功补偿装置的研究,TM761.1
  21. 基于DSP的TCR+FC型无功补偿装置的研究,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