【摘要】：隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)以及控制技術(shù)研究的不斷深入，越來越多的FACTS裝備被投入到了電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中。STATCOM是FACTS家族的成員之一，是目前應(yīng)用于電網(wǎng)中的性能最好的無功補(bǔ)償裝置，具有綜合補(bǔ)償能力強(qiáng)、控制性能好、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。因此，，STATCOM原理和應(yīng)用成為了當(dāng)前的一個(gè)研究熱點(diǎn)，本課題組根據(jù)配電網(wǎng)負(fù)載率低的特點(diǎn)，提出了與配電變壓器集成的靜止補(bǔ)償裝置DT-STATCOM，不僅具有很好的補(bǔ)償性能，而且有效的降低了裝置的成本。本文主要針對配電變壓器集成化補(bǔ)償裝置控制系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)的研究。 首先，本文對DT-STATCOM的原理和控制策略進(jìn)行了研究。分析了DT-STATCOM的技術(shù)可行性以及其補(bǔ)償電流接入方式，然后介紹了STATCOM現(xiàn)有的目標(biāo)電流檢測方法，并根據(jù)DT-STATCOM跨越變壓器兩側(cè)，目標(biāo)電流檢測點(diǎn)與補(bǔ)償點(diǎn)不一致的特點(diǎn)，對原有的ip-iq算法進(jìn)行了改進(jìn)。同時(shí)，針對傳統(tǒng)滯環(huán)電流控制方法輸出開關(guān)頻率不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，將系統(tǒng)電壓以及指令電流引入環(huán)寬計(jì)算環(huán)節(jié)，采用了一種基于變環(huán)寬的滯環(huán)電流控制方法。搭建了DT-STATCOM的仿真模型，通過仿真了對兩種改進(jìn)算法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。 然后，本文對控制系統(tǒng)的硬件平臺(tái)進(jìn)行了選型與設(shè)計(jì)，根據(jù)DT-STATCOM的特點(diǎn)，提出了硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)的配置需求以及設(shè)計(jì)原則。為滿足控制系統(tǒng)對運(yùn)算速度以及PWM輸出精度的要求，提出了基于DSP+FPGA雙處理核心的硬件架構(gòu)，其中DSP負(fù)責(zé)STATCOM的主要控制環(huán)節(jié)，F(xiàn)PGA完成系統(tǒng)的SPWM調(diào)制功能。 再完成硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行控制系統(tǒng)軟件編寫和調(diào)試。為了提高程序的擴(kuò)展性和可讀性，根據(jù)集成化補(bǔ)償裝置的功能需求對程序進(jìn)行了模塊劃分，然后，對各個(gè)模塊的功能要求進(jìn)行了分析與定義，并根據(jù)功能要求對各個(gè)模塊進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。 最后，對控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真與測試，驗(yàn)證了控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)很好的滿足了系統(tǒng)的需求。
[Abstract]:With the development of modern power electronics technology and control technology, more and more FACTS equipments have been put into the actual operation of power system. Statcom is one of the members of FACTS family. It is the best reactive power compensation device used in the power network at present. It has the characteristics of strong comprehensive compensation ability, good control performance and fast response speed. Therefore, the principle and application of Statcom have become a hot research topic. According to the characteristics of low load rate of distribution network, our team puts forward that the static compensation device (DT-STATCOM,) integrated with distribution transformer not only has good compensation performance. And the cost of the device is reduced effectively. This paper mainly focuses on the control system of integrated compensation device for distribution transformer. Firstly, the principle and control strategy of DT-STATCOM are studied. This paper analyzes the technical feasibility of DT-STATCOM and its compensation current access method, then introduces the existing target current detection methods of STATCOM, and according to the characteristics of DT-STATCOM crossing both sides of transformer, the detection point of target current is inconsistent with the compensation point. The original ip-iq algorithm is improved. At the same time, aiming at the disadvantage of the traditional hysteresis current control method, the system voltage and the instruction current are introduced into the loop width calculation, and a hysteresis current control method based on the variable loop width is adopted. The simulation model of DT-STATCOM is built, and the effectiveness of the two improved algorithms is verified by simulation. Then, the hardware platform of the control system is selected and designed. According to the characteristics of DT-STATCOM, the configuration requirements and design principles of the hardware platform design are put forward. In order to meet the requirements of the control system for the operation speed and the output precision of PWM, a hardware architecture based on DSP FPGA dual processing core is proposed, in which DSP is responsible for the main control link of STATCOM and completes the SPWM modulation function of the system. On the basis of the hardware platform design, the software of the control system is written and debugged. In order to improve the expansibility and readability of the program, the modules of the program are divided according to the functional requirements of the integrated compensation device, and then the functional requirements of each module are analyzed and defined. Each module is designed in detail according to the function requirement. Finally, the control system is simulated and tested, and it is verified that the hardware and software design of the control system meets the requirements of the system well.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM421

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本文編號(hào)：2207674