基于模糊控制的TSC型动态无功补偿控制器的研究与设计

摘要

电弧炉、电焊机等冲击性负荷大量接入电网严重影响电网供电质量。本文研究并设计了基于模糊控制的TSC型动态无功补偿控制器，抑制快速波动性负荷造成的电压波动和闪变。 本文对无功控制技术及其发展和应用进行了研究，针对九区图控制法的缺陷，并结合无功控制的实践经验，设计了电压无功综合控制的模糊推理系统。该模糊推理系统的隶属度函数采用三角形隶属度函数，模糊推理采用Mamdani型推理，非模糊化采用的是面积中心法，在设计时使用MATLAB为辅助进行离线计算。模糊推理系统对电压—无功平面进行模糊分区，减少了由于测量值的微小变化引起运行点在相临区域之间的震荡，引起不必要的电容投切或电压调节。模糊控制实现电压无功综合控制避免了大量的数学计算，增加了系统的稳定性，减少电容器动作的次数。 本文设计的控制器以TMS320F2812DSP芯片为核心，加上检测电路(包括采样电路、调理电路、锁相环等)和其它外围控制和驱动电路构成。设计完整的软、硬件系统。为了验证设计的模糊控制律可行性，进行了模拟实验。实验表明本文设计的模糊控制律是可行的。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究动态及存在问题

1.3本文研究的主要内容及主要工作

第二章动态无功补偿的基本原理及方法

2.1无功补偿的一般概念

2.1.1交流电的能量转换

2.1.2有功功率和无功功率

2.1.3并联电容器的容量和损耗

2.1.4并联电容器的无功补偿作用

2.2无功补偿方式的选择

2.2.1无功补偿方式分类

2.2.2就地补偿与集中补偿的技术经济比较

2.3确定无功补偿容量的一般方法

2.3.1从提高功率因数需要确定补偿容量

2.3.2从降低线损需要确定补偿容量

2.3.3从提高运行电压需要确定补偿容量

2.4无功补偿装置的分类

2.4.1无功补偿装置的发展

2.4.2 SVC定义及分类

2.5并联电容器(TSC)补偿原理

2.5.1基本原理

2.5.2投入时刻的选取

2.6本章小结

第三章无功补偿模糊控制器的设计

3.1模糊控制理论基础

3.1.1模糊数学理论

3.1.2模糊控制系统的构成

3.2无功补偿模糊控制器的设计

3.2.1无功控制器判据

3.2.2九区图法控制判据分析

3.2.3模糊推理器的设计

3.2.4无功补偿模糊控制器的实现

3.2.5 MATLAB模糊推理系统设计

3.3本章小结

第四章动态无功补偿控制器的设计

4.1控制器设计

4.1.1主电路设计

4.1.2控制器的设计

4.1.3保护电路的实现

4.2软件设计

4.3本章小结

第五章模糊控制器的模拟实验和结论

5.1模拟实验参数设置

5.2模拟仿真

5.3结论

第六章总结

6.1结论

6.2展望

参考文献

硕生期间发表的论文

致谢