【摘要】：隨著我國電力系統(tǒng)輸電線路的建設(shè)與發(fā)展,電能的輸送距離和輸送容量越來越大,這就使得輸電效益和電能質(zhì)量在輸電過程中顯得越發(fā)重要。而輸送的無功功率對于用電設(shè)備來說并不參與做功,反而還會增加系統(tǒng)損耗,從而使電壓水平降低,功率因數(shù)降低,使電能質(zhì)量下降的同時還給電力系統(tǒng)的輸電環(huán)節(jié)帶來額外的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此需要在用電側(cè)進(jìn)行無功補償,減少無功功率的傳輸。由于靜止無功補償器(SVC)具有快速連續(xù)補償無功的特性,本文遵循無功補償“分層分區(qū),就地補償”的原則,在用戶側(cè)10/0.4kV變電站低壓母線處設(shè)計容量為300kvar的SVC裝置。本文首先分析了 SVC的工作原理,通過計算和仿真分析不同接線形式下的電壓和電流,從而確定合適的接線方式,并確定電容器和電抗器的容量。由于SVC可看作可控電納支路,因此在設(shè)計無功補償?shù)目刂撇呗詴r可利用該特點,通過斯坦門茨理論、對稱分量法和瞬時無功功率理論計算需要補償?shù)碾娂{量,從而確定補償多少無功功率。但是由于瞬時無功功率理論的ip-iq運算方式需要進(jìn)行多次坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,因此采用具有結(jié)論一致性的FBD法,減少計算量。而ip-iq法和FBD法的算法性能均受限于低通濾波器,因此采用自適應(yīng)濾波算法,具有響應(yīng)速度快、穩(wěn)態(tài)精度高的優(yōu)點。然后以飛思卡爾MK60DN512ZVLQ10芯片為核心設(shè)計SVC的控制電路,包括信號采樣與處理模塊、晶閘管同步觸發(fā)模塊、人機交互模塊等,并設(shè)計軟件程序?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)功能。最后通過MATALB/Simulink對設(shè)計的SVC裝置和無功補償控制策略進(jìn)行仿真和驗證。本文研究了基于自適應(yīng)型FBD法控制策略的靜止無功補償器,包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。在實驗室環(huán)境下對SVC控制電路部分進(jìn)行了測試,實現(xiàn)了信號采樣與處理、晶閘管同步觸發(fā)脈沖發(fā)生、按鍵與顯示、上位機通信等功能。通過MATALB/Simulink進(jìn)行了仿真,并和原始FBD法下的控制策略進(jìn)行了對比,仿真結(jié)果驗證了本文研究的SVC裝置和控制策略能夠精確快速地實現(xiàn)無功補償,提高電壓水平和功率因數(shù),證明了其有效性和可行性。
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM714.3
【圖文】：

內(nèi)定義無功功率，以及Ｆｒｙｚｅ提出在時域內(nèi)定義無功功率的方法［９］以后，不斷有逡逑學(xué)者提出新的定義方法，直到現(xiàn)在也沒有找到一種解釋所有相關(guān)問題的理論和逡逑方法，但現(xiàn)有功率理論按適用性可分為三類［１＜）］，如圖１．２所示。逡逑第一類逡逑邐？適用于諧波和無功功率的辨識（包括諧波源的確定、諧波和無逡逑功功率流動的理解）逡逑各邐邐逡逑？邐第二類逡逑Ｓ邐？適用于諧波和無功功率的補償和抑制（包括諧波和無功功率的逡逑５邐控制、裝]的原理和設(shè)計）逡逑論邐逡逑適用于儀表測貴和電表的管理、收費逡逑圖１．２現(xiàn)有功率理論分類逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｅｘｉｓｔｉｎｇ邋ｐｏｗｅｒ邋ｔｈｅｏｒｙ逡逑目前比較常用的無功補償控制策略大致可分為兩大類：一是能夠直接或間逡逑接利用數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)計算無功補償量的方法，該方法是無功補償控制策略的基逡逑礎(chǔ)，主要涉及斯坦門茨理論、瞬時無功功率理論、／Ｐ－／ｑ算法等；二是利用專家經(jīng)逡逑驗等無法用數(shù)學(xué)公式求解無功補償量的方法，如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。例如文逡逑獻(xiàn)［１１］采用瞬時無功功率理論，采用瞬時電量，克服了傳統(tǒng)無功理論只適用于電逡逑壓電流都是正弦波的情況。文獻(xiàn)［１２］指出，以瞬時無功功率理論為基礎(chǔ)，具有逡逑運算方式和／ｐ－／ｑ運算方式兩種檢測電流的方法，其中前者需要利用三相電壓逡逑信號檢測電流，因此容易受電壓質(zhì)量的影響［１３］。文獻(xiàn)［１４］采用／ｐ－／ｑ算法，該算法逡逑以瞬時無功功率理論為基礎(chǔ)

本文以靜止無功補償器作為對象進(jìn)行無功補償裝置的研究與設(shè)計。ＳＶＣ以逡逑半控型半導(dǎo)體器件晶閘管為開關(guān)元件，實現(xiàn)無功功率的快速、連續(xù)補償，本章逡逑主要就其基本補償原理、接線形式等內(nèi)容進(jìn)行分析與論述。逡逑２．１無功補償基本原理逡逑２．１．１基本原理逡逑為了使分析問題得到簡化，并且不失一般性，用圖２．１表示一個簡單的電力逡逑系統(tǒng)，供電端電壓為ｔ＞ｓ，經(jīng)過阻抗為Ｚｓ的線路向負(fù)荷供電，根據(jù)無功就地補償逡逑的原則，在負(fù)荷端設(shè)置無功補償裝置。系統(tǒng)正常運行時（補償器未投入），系統(tǒng)逡逑電流／可以分解為與電壓相量同向的有功電流和與電壓相量垂直的感性無功逡逑電流／ｑ，即／邋＝邋／ｐ＋／ｑ。負(fù)荷端電壓相量超前電流相量的角度稱為功率因數(shù)角爐，逡逑相量圖如圖２．２邋（ａ）所示。逡逑‘．逡逑

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本文編號：2719982