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一种基于多重化技术的新型静止无功功率发生器

作　者: 万村英
导　师: 黄玉水
学　校: 南昌大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 新型静止无功发生器 多重化 空间矢量脉宽调制法 实时补偿
分类号: TM761
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


大量的无功功率流入电网,会给电网带来很多不利因素,使得电网供电质量降低。新型静止无功功率发生器(ASVG)能够对电网无功进行实时的补偿,从而提高电力系统的安全性以及改善电力系统的供电质量。新型静止无功功率发生器具有调节速度快、运行范围宽并且能够动态地、实时地对系统进行无功补偿的特性。本文在介绍ASVG的基本工作原理和基本结构的基础上,构建了一种五电平四重化的ASVG主电路结构,并且对该主电路从电路结构及数学模型两方面进行了研究和分析。该主电路不仅能够大幅度的提高装置的容量,并且其谐波含量少,能够实现大容量的实时的无功补偿。在ASVG的控制策略方面,本文主要从无功电流的检测方法、SVPWM脉宽调制法以及控制方法三部分进行分析和研究。无功电流的检测是整个装置的基础,文中针对基于瞬时无功功率理论的无功检测方法进行了阐述,并且对其两种无功电流检测法(i_p、i_q法和p、q法)进行了对比分析。同时论文对滤波器的选择做了分析,选用二阶巴特沃思(Butterworth)低通滤波器。论文对无功电流检测法进行了MATLAB仿真分析,得出了相关结论。SVPWM脉宽调制法是ASVG装置控制的根本保证,文中对其调制原理进行了论述。控制方法是ASVG装置控制的主体部分,本文主要对两种电流控制法进行分析对比,确定本装置的控制方法。在主电路及控制策略选取的基础上,对ASVG装置进行了MATLAB仿真分析,证明本装置能够实时的对系统无功进行补偿。论文最后基于TMS320F2407 DSP的ASVG装置的设计,主要从硬件和软件两方面进行了设计。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-9
第1章 绪论  9-16
  1.1 无功功率的概述  9
    1.1.1 无功功率的危害  9
    1.1.2 无功功率补偿的作用  9
  1.2 无功补偿装置的发展历程  9-13
    1.2.1 并联电容器  10-11
    1.2.2 同步调相机  11
    1.2.3 静止型无功补偿装置  11-12
    1.2.4 先进静止无功发生器  12
    1.2.5 无功功率补偿装置总结  12-13
  1.3 ASVG国内外的研究现状与发展趋势  13-14
  1.4 本文研究的主要内容  14-16
第2章 ASVG的结构、工作原理及其数学模型  16-26
  2.1 ASVG的主电路结构  16-17
  2.2 ASVG的基本工作原理  17-18
  2.3 ASVG数学模型的建立  18-25
    2.3.1 ASVG稳态模型的建立  18-21
    2.3.2 ASVG动态模型的建立  21-25
  2.4 本章小结  25-26
第3章 ASVG控制策略的分析和研究  26-44
  3.1 ASVG控制系统的构成  26
  3.2 无功电流的检测  26-36
    3.2.1 瞬时无功功率理论基础原理  26-30
    3.2.2 三相电路的无功电流的实时检测方法  30-32
    3.2.3 i_p、i_q电流检测法仿真  32-36
  3.3 触发脉冲信号PWM的产生  36-39
  3.4 ASVG的控制方法  39-42
    3.4.1 无功电流的间接控制  39-42
    3.4.2 无功电流的直接控制  42
  3.5 本章小结  42-44
第4章 基于多重化技术的ASVG主电路方案结构研究  44-58
  4.1 基于多重化技术的ASVG主电路结构研究  44-48
    4.1.1 多重化电路的基本原理  44-46
    4.1.2 基于多重化技术的主电路结构  46-48
  4.2 基于多电平技术ASVG主电路结构研究  48-50
    4.2.1 级联多电平逆变电路的基本工作原理  48-49
    4.2.2 基于多电平技术主电路结构  49-50
  4.3 五电平四重化ASVG结构  50-52
    4.3.1 五电平四重化ASVG主电路结构  50
    4.3.2 五电平四重化ASVG主电路分析  50-52
  4.4 ASVG系统模型的仿真及分析  52-57
  4.5 本章小结  57-58
第5章 基于DSP的ASVG装置的设计  58-72
  5.1 ASVG控制器硬件设计  58-63
    5.1.1 DSP芯片简介  58
    5.1.2 控制器的整体设计  58-59
    5.1.3 控制器的主控单元设计  59-63
  5.2 ASVG控制器软件设计  63-70
    5.2.1 DSP控制器的上位机软件设计  64-65
    5.2.2 DSP控制器的下位机的软件设计  65-68
    5.2.3 DSP脉冲发生器的软件设计  68-70
  5.3 本章小结  70-72
第6章 结论与展望  72-74
  6.1 结论  72-73
  6.2 进一步研究方向  73-74
致谢  74-75
参考文献  75-78
攻读硕士学位期间的研究成果  78

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化 > 自动调整
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