基于F28335的TCR+TSC型动态无功补偿装置研究

摘要

随着社会经济的快速发展，各种用电设备特别是一些企业中投入大量的非线性的感性负荷导致电网功率因数下降、无功功率不足以及电压波动等问题；无功功率的合理补偿对改善电能水平、减少电能损耗都有重要意义。文章结合目前国内外无功装置的应用现状，以实现快速完全的无功功率补偿为目标，确定以TCR+TSC(晶闸管控制电抗器+晶闸管投切电容器)型SVC静止无功补偿装置为研究对象。
　　首先对无功补偿技术的发展历程和目前国内外相关装置的应用现状作了简要介绍，在详细分析了无功补偿相关定义和基本原理的基础上，对TCR、TSC和TCR+TSC型SVC进行了分析，列举了电路主要的接线拓扑结构并分析介绍了基于瞬时无功功率理论的参数测量方法和基于对称分量法的不平衡负载实用补偿算法等相关公式，分析了完成控制装置动作的控制策略。在硬件设计上选用TMS320F28335浮点型DSP为装置的核心控制芯片，并对外围相关电路做出比较详尽的设计，主要有电信号采样电路、锁相倍频电路、电源供电模块和人机交互单元等。利用CCS开发软件对相关程序进行编译，采用C语言和模块化的编写方式，并对主要的程序设计思想以流程框图的形式在文中展现介绍。
　　最后使用MATLAB/Simulink仿真软件验证装置的整体补偿效果，利用实验室的三相电能检定装置和TSC低压静止无功补偿器对部分模块进行实际运行试验；TSC部分的电容器组投切对系统进行粗略补偿，再利用TCR部分可以连续调节的特点对补偿进行微调以达到精确补偿的目的，对投入的电容器组、无功功率和电压进行了分析，验证了方案的可行性。

目录

声明

1 绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2 无功补偿技术发展概述

1.3 静止无功补偿器的国内外研究现状

1.4 论文主要内容和章节安排

2 TCR+TSC型SVC的相关技术分析

2.1 无功补偿的基本原理

2.2 晶闸管投切电容器(TSC)

2.3晶闸管控制电抗器(TCR)

2.4 TCR+TSC型静止无功补偿器

2.5 本章小结

3 控制策略和检测理论的研究

3.1 控制策略分析

3.2 基于瞬时无功功率理论的检测方法

3.3基于对称分量法的补偿电纳实用算法

3.4 本章小结

4 TCR+TSC控制系统硬件设计

4.1 系统整体结构设计

4.2 DSP主控单元

4.3 信号采集处理电路

4.4 锁相倍频电路

4.5 晶闸管触发模块设计

4.6 辅助电路设计

4.7 硬件抗干扰设计

4.8 本章小结

5 无功补偿器软件设计

5.1 开发环境介绍

5.2 主程序设计

5.3 软件初始化设置

5.4 具体功能模块设计

5.5 本章小结

6 装置补偿效果的仿真和实验验证

6.1 系统仿真模型的搭建

6.2 TCR+TSC型SVC仿真模拟

6.3 实验验证

6.4 本章小结

7 总结与展望

7.1 总结

7.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间研究成果

附录