基于DSP的可调电抗器型无源滤波装置的研究

摘要

在电力系统中，加滤波装置是改善电能质量的重要手段之一，因此开展具有更高性能滤波装置的研究是十分必要的。而可控无源滤波装置作为一种新型的基于可控电抗器的滤波装置，成为了近年来相关领域的研究热点。本文正是以目前无源滤波相关技术的发展趋势和存在问题为基础，充分借鉴和吸收国内外关于无源滤波装置的研究成果，深入的分析了其工作原理和控制方法，对可控电抗器的控制策略和装置进行了研究，主要内容如下:
　　(1)介绍了可控电抗器的结构和工作原理，并对其进行了数学模型的建立和动态特性的分析。
　　(2)分别介绍了无源滤波器的基本设计方法、滤波装置的失谐度检测方法及根据检测量确定控制策略。为使滤波装置的控制系统达到更好的动态性能，在传统比例-积分(PI)控制基础上，提出了模糊-PI控制策略。
　　(3)采用PSCAD软件，搭建可控无源滤波装置的仿真模型，验证了可控无源滤波装置的应用效果。
　　(4)设计了滤波装置的电气主回路，搭建了基于TMS320F2812芯片为核心的控制系统硬件平台。并且运用C语言编写了AD采样、控制算法、系统初始化等模块化程序。
　　(5)最后，本文通过搭建的无源滤波软硬件实验平台对可控无源滤波进行了实验研究。实验结果表明，本文研究成果达到了预期研究目标，可控无源滤波装置的控制系统具有良好的工作特性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 主要谐波源及谐波抑制方法

1．3 滤波装置的研究现状

1．3．1 有源滤波器

1．3．2 无源滤波器

1．3．3 电网谐波限值的标准

1．4 主要研究内容

1．4．1 研究目标

1．4．2 主要研究工作

1．4．3 论文的主要内容

2 基于可控电抗器的单调谐滤波器的基本原理

2．1 磁阀式可控电抗器的简介

2．1．1 磁阀式可控电抗器的基本原理

2．1．2 数学模型及状态分析

2．1．3 PSCAD的简单介绍

2．1．3 基于PSCAD的磁阀可控电抗器的仿真分析

2．2 单调谐滤波器的基本原理及分类

2．2．1 无源滤波器的分类

2．2．2 单调谐滤波器的原理分析

2．3 无源滤波器的基本设计方法

2．3．1 最小容量安装法

2．3．2 无功容量补偿法

2．3．3 电容器限制过电压法

2．3．4 无源滤波电容器参数选择的综合性方法研究

2．4 本章小结

3 可控单调谐滤波器的基本控制方法

3．1 检测单调谐滤波器失谐度的方法

3．2 模糊控制系统

3．2．1 模糊系统的结构

3．2．2 模糊控制器的基本设计原理

3．3 单调谐滤波器的自动调谐控制和限流控制策略分析

3．3．1 自动调谐滤波器

3．3．2 限流控制策略

3．5 本章小结

4 可控单调谐滤波系统的硬件设计

4．1 主要硬件介绍

4．1．1 TMS320 F2812简介

4．1．2 TLC5620简介

4．1．3 可控硅的选型

4．2 硬件设计

4．2．1 控制电路结构

4．2．2 测量电路设计

4．2．3 信号调理电路

4．2．4 带通滤波电路

4．2．5 可控硅触发电路

4．3 本章小结

5 可控单调谐滤波系统的软件设计

5．1 数据采集

5．1．1 同步采样法

5．1．2 准同步算法

5．1．3 基于准同步算法的谐波分析

5．1．4 A／D采样处理

5．2 程序流程

5．2．1 DSP初始化

5．2．2 McBSP初始化

5．2．3 控制流程图

6 装置的仿真与相关实验

6．1 单调谐滤波器的PSCAD仿真

6．1．1 单调谐滤波器正常调谐时的仿真

6．1．2 单调谐滤波器的限流策略的仿真

6．2 实验装置的构成

6．3 实验结果

6．3．1 信号检测和调理以及数据采集

6．3．2 滤波实验

7 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

致谢

参考文献