先进静止无功发生器（ASVG）原理及装置的研制

摘要

本论文首先阐述了电压偏差大的危害和无功功率补偿的影响,分析了无功补偿的重要性.介绍了无功补偿装置的发展、ASVG的优越性及其国内外发展现状.根据所建立的ASVG等效模型,本论文详细介绍了其工作原理,与传统的无功补偿装置相比较,表现出良好的工作特性.在此基础上,建立了其稳态数学模型,并采用开关函数法建立了ASVG的动态数学模型.论述了ASVG的几种控制方法,实现了采用模糊PI控制的间接电流控制,阐述了其原理、结构及设计步骤.基于上述方案的确立,确定了装置的硬、软件设计方案.重点阐述了基于IGBT的逆变器的设计,以及基于数字信号处理器——DSP的控制器的设计.介绍了装置软件的模块化结构.论文还给出了基于上述设计的仿真方案、仿真结果及实际运行结果.鉴于现在电网上经常出现的不对称运行情况,本文还介绍了ASVG在系统不对称情况下的运行及其控制.最后对论文进行了总结,并分析了ASVG的进一步发展方向.实验结果表明,本装置具有很大的优越性,具有广阔的应用前景.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1无功功率及功率因数的含义和性质

1.1.1正弦电路的无功功率和功率因数

1.1.2非正弦电路的无功功率和功率因数

1.2电力系统中的无功负荷、无功损耗、无功电源及无功功率平衡

1.2.1电力系统中的无功负荷、无功损耗

1.2.2电力系统中的无功电源

1.2.3无功功率平衡

1.2.4无功功率平衡与维持电压水平的关系

1.2.5电压偏差大的危害

1.3无功补偿的影响

1.4无功补偿装置的发展

1.5 ASVG的优越性

1.6国内外研究现状

1.7本文主要工作

第二章ASVG的结构、工作原理及数学模型的建立

2.1 ASVG的基本结构

2.2 ASVG工作原理

2.3 ASVG数学模型的建立

2.3.1稳态方程的建立

2.3.2 ASVG动态模型的建立

第三章装置的控制策略

3.1 ASVG的控制

3.2本装置控制方案

3.2.1电流间接和直接控制

3.2.2本装置控制方案

第四章装置硬件和软件设计

4.1装置硬件设计

4.1.1 ASVG装置主电路结构图

4.1.2基于DSP的控制器的设计

4.2装置软件设计

4.2.1装置软件的模块结构

4.2.2下位机软件模块

4.2.3上位机软件模块

第五章仿真和实际调试结果

5.1仿真方案及仿真结果

5.1.1仿真方案

5.1.2仿真结果

5.2实际调试结果

5.2.1通过隔离变压器挂载30V电网测试

5.2.2直接挂载电网测试

5.3调试结论

第六章ASVG在系统不对称时的保护和控制

6.1造成电力系统三相不对称的主要因素

6.2三相不对称造成的危害

6.2.1对电力系统和用户造成的危害

6.2.2对ASVG系统设计造成的影响

6.3系统不对称时ASVG的保护和控制措施

6.3.1事故性不对称情况下的保护和控制措施

6.3.2正常性不对称情况下的保护和控制措施

6.4仿真方案及仿真结果

6.5结论

第七章总结

7.1工作总结

7.2进一步研究方向

参考文献

致谢