本文關鍵詞：低壓靜止無功發(fā)生器的設計與實現

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【摘要】：隨著電力電子技術、計算機技術和控制理論的不斷突破與應用,許多裝置投入到電力系統中,促使電力系統向超高壓、遠距離、跨區(qū)域聯網的新階段發(fā)展,對其安全性、穩(wěn)定性和高效性也提出了更高的要求。無功功率是衡量電能質量的一個重要參數,它直接影響著線路損耗、電壓降落等指標。近年來,靜止無功發(fā)生器(SVG)一直是無功補償領域的研究熱點,并且已經在高壓大容量場合中得到了應用。與傳統的無功補償技術相比,SVG具有響應速度快、補償精度高、調節(jié)平滑、運行可靠等特點。目前,面向低壓配電系統或具體負載的無功補償是SVG的一種發(fā)展趨向。本文首先概述了無功補償技術的發(fā)展過程,介紹了幾種傳統的無功補償技術和SVG技術,對比分析了它們的優(yōu)缺點。然后詳細介紹了SVG的工作原理,根據不同的控制對象,給出了兩種不同的等效模型,并推導了基于開關函數法的數學模型,在此基礎之上介紹并對比了間接電流控制方法和直接電流控制方法。無功電流檢測的準確性和快速性是無功功率補償的前提,本文介紹了幾種常用的檢測方法,并選擇了一種基于三相電路瞬時功率理論的無功電流檢測方法,然后結合電流直接控制方法,給出了本文采用的控制策略。本文給出了低壓靜止無功發(fā)生器的詳細設計,以及相應的實驗過程。首先,在MATLAB/Simulink平臺上搭建了的系統仿真,驗證控制策略的可行性。在系統仿真的基礎上,設計了各個模塊的具體功能,給出了詳細電路圖,包括：主電路、采樣調理模塊、IGBT驅動及保護模塊、電源模塊等。然后,基于TI公司的TMS320F2812控制芯片編寫了控制程序,并給出了各個程序的流程圖。最后,對對各個硬件模塊和程序進行了測試。
【關鍵詞】：無功補償 靜止無功發(fā)生器 瞬時無功功率 電流直接控制 TMS320F2812
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM761.12
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 無功功率的定義9-11
• 1.1.1 正弦電路無功功率9-10
• 1.1.2 非正弦電路無功功率10-11
• 1.2 無功功率的危害11-12
• 1.3 無功補償技術12-14
• 1.3.1 FACTS簡介12
• 1.3.2 無功補償技術的發(fā)展12-13
• 1.3.3 國內外研究現狀13-14
• 1.4 SVG的發(fā)展趨勢14-15
• 1.5 本文研究的主要內容15-16
• 第2章 SVG的理論基礎16-31
• 2.1 SVG的工作原理16-19
• 2.2 控制方法19-21
• 2.2.1 間接電流控制19-21
• 2.2.2 直接電流控制21
• 2.3 SVG的數學模型21-24
• 2.4 無功電流檢測方法24-28
• 2.4.1 基于三相電路瞬時無功功率理論的無功電流檢測25-28
• 2.5 本文采用的控制方法28-30
• 2.6 本章小結30-31
• 第3章 系統仿真31-40
• 3.1 仿真軟件簡介31
• 3.2 仿真系統的構建31-32
• 3.3 靜態(tài)仿真分析32-37
• 3.3.1 阻感性負載32-35
• 3.3.2 阻容性負載35-37
• 3.4 動態(tài)仿真分析37-39
• 3.5 本章小結39-40
• 第4章 硬件設計40-54
• 4.1 系統總體結構40-41
• 4.2 主電路的設計41-43
• 4.2.1 三相橋式變流器41-42
• 4.2.2 連接電感的選取42
• 4.2.3 直流側電容的選取42-43
• 4.3 采樣調理模塊43-47
• 4.3.1 二階有源低通濾波器43-44
• 4.3.2 電流采樣調理電路44-46
• 4.3.3 直流電壓采樣調理電路46
• 4.3.4 電壓過零檢測電路46-47
• 4.4 驅動及其保護模塊47-51
• 4.4.1 IGBT驅動電路48-50
• 4.4.2 過流保護自鎖功能50-51
• 4.5 控制器51-52
• 4.6 電源模塊52-53
• 4.7 負載柜53
• 4.8 本章小結53-54
• 第5章 軟件設計54-63
• 5.1 軟件開發(fā)環(huán)境簡介及開發(fā)平臺的搭建54
• 5.2 程序整體結構概述54-55
• 5.3 各軟件模塊設計55-61
• 5.3.1 主程序模塊55-56
• 5.3.2 捕獲中斷服務程序56
• 5.3.3 AD中斷程序56-57
• 5.3.4 Clark(3/2)變換、Park(DQ)變換模塊57-58
• 5.3.5 數字PI控制模塊58-60
• 5.3.6 SPWM信號生成模塊60-61
• 5.4 DSP運算速度與Q格式61-62
• 5.5 本章小結62-63
• 第6章 實驗結果和波形63-69
• 6.1 各功能模塊實驗63-67
• 6.1.1 負載電流檢測試驗63-64
• 6.1.2 直流側電壓檢測實驗64-65
• 6.1.3 電網電壓過零檢測實驗65-66
• 6.1.4 單相有源逆變試驗66-67
• 6.2 系統實物圖67-69
• 結論69-70
• 參考文獻70-74
• 致謝74

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前4條

1 王兆安;李民;卓放;;三相電路瞬時無功功率理論的研究[J];電工技術學報;1992年03期

2 黃妤群;;低電壓配電系統中SVG的補償技術研究[J];電氣技術;2010年10期

3 劉俊杰;趙鋼;李彪;;基于新型電流直接控制策略的SVG仿真研究[J];電網與清潔能源;2011年06期

4 陳勛;;中低壓配電靜止無功發(fā)生器的工作原理及其控制方法研究[J];科技創(chuàng)新導報;2011年23期

中國碩士學位論文全文數據庫 前2條

1 申愛兵;有源電力濾波器諧波電流檢測方法與仿真研究[D];華北電力大學（北京）;2006年

2 張開;基于空間電壓矢量法的三電平靜止無功發(fā)生器設計[D];南京理工大學;2007年

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本文編號：550044