面向不平衡负荷的静止无功补偿器研究与设计

摘要

随着交流电弧炉、连轧机等不平衡负荷的不断增多，电力系统三相不平衡问题日益严重。三相电压和电流的不对称不仅影响着电力系统的安全稳定运行，也降低了供电系统的电能质量。静止无功补偿器(SVC)在补偿负荷无功的同时，还具备补偿三相负荷不平衡的能力，研究面向三相不平衡负荷的SVC有着极其重要的意义。
　　本文首先研究了SVC的分类及原理，通过对SVC补偿范围和控制方式的对比，选择了合适的TCR+FC型SVC作为研究对象。接着论述了SVC补偿三相不平衡负荷的基本原理，并分析了基于对称分量法的不对称补偿。在此基础上，采用基于有功电流无功电流运算方式的补偿算法，在MATLAB/Simulink下建立了TCR+FC型SVC系统仿真模型。仿真结果表明:基于有功电流无功电流运算方式的补偿算法，在响应速度、补偿精度、抗干扰性能方面，都要优于平均功率算法和无功功率算法。
　　最后，本文提出了基于DSP的SVC控制器硬件软件设计思路，该控制器在硬件方面以DSP和CPLD芯片为核心，配以模拟信号输入电路、滤波电路、信号调理电路、锁相采样电路、保护电路等;在软件方面提出了下位机信号采集、触发角产生、晶闸管触发系统等模块的设计流程，并设计了上位机监控画面，为下一步工作的展开提供了指导意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文主要工作

第2章 SVC装置的分类和基本原理

2．1 TCR型SVC

2．1．1 基本原理

2．1．2 TCR仿真

2．2 TSC型SVC

2．2．1 TSC基本原理

2．2．2 TSC投切时刻的选取

2．3 TCR+TSC型SVC

2．3．1 TCR+TSC型SVC的结构

2．3．2 TCR+TSC型SVC补偿原理

2．4 TCR+FC型SVC

2．4．1 TCR+FC型结构原理

2．4．2 TCR+FC型SVC的补偿原理

2．5 本章小结

第3章 SVC不平衡补偿算法研究

3．1 三相不平衡

3．1．1 三相不平衡的基本概念和产生原因

3．1．2 三相不平衡的危害

3．1．3 三相不平衡的解决措施

3．2 SVC补偿原理和对称分量法

3．2．1 理想补偿网络

3．2．2 对称分量法

3．3 平均功率算法

3．4 基于无功功率的补偿算法

3．4．1 无功功率补偿算法推导

3．4．2 Hilbert变换在瞬时无功功率测量中的应用

3．5 基于有功电流无功电流的补偿算法

3．5．1 有功电流无功电流运算方式

3．5．2 基于有功电流无功电流算法的实用化补偿公式推导

3．6 有功无功功率检测方法研究

3．7 本章小结

第4章 补偿算法的MATLAB仿真分析

4．1 仿真软件介绍

4．2 仿真模型的建立

4．3 仿真结果分析

4．4 本章小结

第5章 SVC硬件软件设计

5．1 控制系统硬件设计

5．1．1 SVC控制器总体设计

5．1．2 模拟信号接入电路

5．1．3 滤波电路及信号调理电路

5．1．4 同步锁相采样电路

5．1．5 AD采样电路

5．1．6 晶闸管光电触发与监测系统

5．1．7 晶闸管BOD保护电路

5．2 SVC控制系统软件设计

5．2．1 软件的功能

5．2．2 模拟信号采集计算与触发角产生模块

5．2．3 晶闸管触发系统模块

5．2．4 上位机软件

5．3 本章小结

第6章 总结和展望

6．1 论文总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表论文