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基于ANFIS的静止无功补偿装置设计

作　者: 苏金彬
导　师: 丁光彬
学　校: 河北工程大学
专　业: 水利水电工程
关键词: 无功补偿 TCR+FC型SVC ANFIS 预测 TMS320F2812
分类号: TM761.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

无功补偿对电网节能降损有着极为重要的作用，而现有负荷无功波动很大，现有无功自动补偿装置虽能自动跟踪负荷的无功，但不易频繁投切，不能适应动态要求，致使当系统的功率因数变化较大、较频繁时，系统的功率因数较低，并且投切时会产生“浪涌电流”，对电容器很不利。采用电力无功控制能够降低电网的损耗、提高电网的功率、改善电网的电能质量与安全运行，其历来受到发电、供电企业的高度重视。特别是近年来，随着电网的迅速发展及国家节能减排政策的宣传和实施，电力无功控制技术与设备取得了很大进步，得到了广泛应用，产生了极大的社会经济效益。本文从无功补偿入手，首先调研了国内外无功补偿的发展现状及无功补偿装置存在的问题，分析了无功补偿的原理、意义、经济效益等；其次比较详细地阐述了TCR+FC型SVC的基本结构及其工作原理，其中对功率因数的检测理论进行全面研究并加以完善。提出了无功控制预测技术，作为本文的创新点，在对无功补偿装置工作特性深入分析的基础上，参照传统的PI控制技术，通过MATLAB设计了基于ANFIS的控制技术，从而进一步提高了无功控制速度；然后，利用DSP和电子测量技术，可以实时测量系统功率因数，通过DSP编程，根据测量结果进行一步到位的投切，补偿程度可以根据具体线路进行设定；最后利用MATLAB软件，搭建了SVC仿真模型，对晶闸管不同导通角下的电压、电流和功率波形进行对比，验证了SVC对电力系统无功功率平衡、电压稳定的作用。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-19
  1.1 无功补偿研究的背景及意义  11-12
  1.2 无功补偿发展情况  12-14
  1.3 无功补偿国内外研究现状  14
  1.4 无功补偿装置存在的问题  14-15
  1.5 无功补偿的原理和意义  15-18
    1.5.1 无功补偿的原理  15-16
    1.5.2 无功补偿的意义  16-18
  1.6 本文的主要研究内容  18-19
第2章 TCR+FC 型 SVC 的工作原理与结构  19-32
  2.1 无功补偿的理论基础  19-23
    2.1.1 无功功率和功率因数计算  19-20
    2.1.2 无功功率的影响  20-21
    2.1.3 静止无功控制装置的信号检测方法  21-23
  2.2 静止无功补偿装置简介  23-25
    2.2.1 基本概念  23-24
    2.2.2 SVC 的主要类型及其特点  24-25
  2.3 无功补偿装置工作原理  25-29
    2.3.1 晶闸管控制电抗器原理  25-27
    2.3.2 TCR 的特性  27-28
    2.3.3 FC 容量比例及其投切控制技术  28-29
  2.4 无功控制预测技术  29-31
  2.5 本章小结  31-32
第3章静止无功补偿器的自适应模糊神经网络系统设计  32-49
  3.1 模糊逻辑理论  32-35
    3.1.1 模糊逻辑的特点及其应用剖析  32-33
    3.1.2 模糊推理系统的分类  33-35
  3.2 自适应神经网络模糊系统  35-39
    3.2.1 典型 ANFIS 系统模型结构  35-37
    3.2.2 ANFIS 的 MATLAB 实现  37-39
  3.3 静止无功控制装置的综合控制策略  39-41
  3.4 SVC 的 ANFIS 模型设计  41-48
    3.4.1 获取数据样本  41-42
    3.4.2 数据筛选并模型初始化  42-43
    3.4.3 模糊训练  43-46
    3.4.4 系统仿真结果分析  46-48
  3.5 本章小结  48-49
第4章电路及系统设计  49-59
  4.1 主电路设计  49-51
  4.2 硬件设计  51-55
    4.2.1 系统总体结构  51-52
    4.2.2 模数转换模块  52-55
  4.3 软件设计  55-58
    4.3.1 流程图  55-56
    4.3.2 A/D 转换模块软件设计  56-57
    4.3.3 抗干扰措施  57-58
  4.4 本章小结  58-59
第5章 TCR+FC 型 SVC 仿真  59-64
  5.1 单相 TCR 仿真  59-61
  5.2 应用 SVC 仿真  61-63
  5.3 本章小结  63-64
结论与展望  64-66
  结论  64
  展望  64-66
致谢  66-67
参考文献  67-71
附录  71-73
作者简介  73
发表论文和参加科研情况  73-74

基于ANFIS的静止无功补偿装置设计

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