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基于DSP的SVC控制系统设计

作　者: 刘华东
导　师: 郭育华
学　校: 西南交通大学
专　业: 电磁悬浮与超导工程
关键词: 静止无功补偿器 SVC TCR+TSC 控制系统双CPU
分类号: TM761
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 440次
引　用: 7次
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内容摘要

随着我国国民经济的迅速发展,越来越多功率因数低、非线性、非对称性和冲击性等特点的工业用电设备和民用用电设备接入电网中,由此产生了功率因数低,电压波动,电压三相不平衡,高次谐波污染等诸多的电能质量问题。在解决这些电能质量的众多设备中,静止无功补偿器 SVC(Static VarCompensator)是性价比较高的一种,应用也最为广泛。控制系统是影响SVC性能的关键,也是SVC的核心技术。本文以一种TCR(Thyristor controlled Reactor)+TSC(ThyristorSwitched Capacitor)型SVC为对象,对其控制系统展开研究。在相对成熟的TCR,TSC型SVC控制原理的基础上,提出了TCR+TSC型SVC的控制策略,并且设计了TCR+TSC型SVC控制器。在TSC方面,选择了合理的投切方式;TCR方面,为保证设备的响应速度和控制精度,采用开环控制与闭环控制相结合的控制方式。在控制器的硬件方面,设计了基于TMS320F2812和80C196KC双CPU的控制电路和保护电路;软件方面,包括上位机(PC机)和下位机(DSP与单片机)控制软件的设计两部分,从而满足无功补偿的功能,同时还有操作方便,直观的人机对话界面。最后,通过试验测试和实际试运行来检验此控制系统的控制效果。实测结果表明:所研制的TCR+TSC型混合补偿装置的控制系统设计合理,响应速度快,控制精度高,且运行稳定,满足工程实际要求。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
第1章绪论  10-16
  1.1 选题背景  10-13
  1.2 国内外研究现状分析和现存问题  13-14
  1.3 主要研究内容  14-16
第2章 SVC装置的基本原理与实现  16-27
  2.1 动态补偿的基本原理  16-17
  2.2 晶闸管控制电抗器  17-21
    2.2.1 TCR的基本工作原理  17-18
    2.2.2 主要接线形式和配置形式  18-19
    2.2.3 TCR的控制基础  19-21
  2.3 晶闸管投切电容器  21-24
    2.3.1 TSC的基本原理  22
    2.3.2 投切时刻的选取  22-23
    2.3.3 TSC的控制基础  23
    2.3.4 TSC的主要接线形式  23-24
  2.4 TCR+TSC型SVC  24-26
    2.4.1 TCR+TSC型SVC的结构  24-25
    2.4.2 TCR+TSC型SVC的控制原理  25-26
  2.5 本章小结  26-27
第3章控制系统的控制策略  27-32
  3.1 TCR+TSC型SVC主电路  27-28
  3.2 系统变量的检测及算法  28
  3.3 系统的控制策略  28-31
    3.3.1 母线上的无功呈感性,电压偏低的情况  28-31
    3.3.2 母线上无功呈容性,电压偏高的情况  31
  3.4 本章小结  31-32
第4章混合型SVC控制器  32-61
  4.1 混合型SVC装置的组成  32-33
  4.2 混合型SVC控制器的硬件设计与实现  33-49
    4.2.1 SVC控制器总体结构  33-34
    4.2.2 DSP处理器TMS320F2812简介  34-35
    4.2.3 80C196KC单片机简介  35-36
    4.2.4 模拟信号接入电路  36-37
    4.2.5 滤波电路及信号调理电路  37-38
    4.2.6 同步锁相采样电路  38-42
    4.2.7 AD采样电路  42-43
    4.2.8 晶闸管光电触发与检测系统  43-47
    4.2.9 晶闸管BOD保护电路  47-49
  4.3 控制器的软件设计与实现  49-60
    4.3.1 下位机软件  50-57
    4.3.2 上位机软件  57-60
  4.4 本章小结  60-61
第5章试验结果分析  61-69
  5.1 TCR组件触发试验  61-62
  5.2 BOD强触发试验  62-65
  5.3 TSC功能试验  65-66
  5.4 TCR+TSC动态补偿试验  66-68
  5.5 本章小结  68-69
第6章运行结果分析  69-73
  6.1 应用概述  69-70
  6.2 现场运行  70-72
    6.2.1 电压稳定效果分析  71
    6.2.2 无功补偿效果分析  71
    6.2.3 功率因数校正  71-72
    6.2.4 经济效益分析  72
  6.3 本章小结  72-73
结论  73-74
致谢  74-75
参考文献  75-78
攻读硕士学位期间发表论文  78

基于DSP的SVC控制系统设计

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