| 【中文题名】 | 基于DSP的静止无功发生器的研制与研究 |
| 【英文题名】 | Research and Experiment of SVG Based on DSP |
| 【学科专业】 | 农业电气化及其自动化 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-14 |
| 【中关键词】 | 静止无功发生器,逆变器,IGBT,数字信号处理器,SPWM, |
| 【英关键词】 | static var generator,inverter,IGBT,digital signal processor,SPWM, |
| 【分类导航】 | 工业技术>电工技术>输配电工程、电力网及电力系统>电力系统的自动化>自动调整> |
| 【论文摘要】 |
静止无功发生器(SVG)作为柔性交流输电系统(FACTS)中的一种重要组成部分，集电力电子技术、计算机技术和现代控制技术于一身。通过对SVG装置输出电压幅值、相位的控制，可以对电力系统进行从感性到容性的整个范围的连续、快速的无功调节，达到快速补偿系统对无功功率的需求，从而能够抑制电压波动、提高电能质量、增强系统稳定性。SVG的这一优越性能必将使其成为末来无功补偿装置的重要发展方向，是新一代无功补偿装置的代表。
本文首先介绍了无功补偿装置的发展情况和静止无功发生器的发展及现状。对SVG的工作原理进行了分析，并与其它无功补偿装置相比较，体现出SVG调节速度更快，运行范围宽，提高系统稳定性等方面的优势。并且在此基础上建立了数学模型，为试验平台的搭建进行了准备。在理论基础上设计了以IGBT模块为核心器件的逆变主电路；以数字信号处理器TMS320F2812为核心的控制电路；基于C语言编写的控制程序。结合以上的硬件电路和控制程序的设计，研制了SVG的实验装置，并且在实验室的环境下进行了多种特性试验。这些试验包括DSP输出的SPWM波形及其经驱动后的波形，逆变器空载及带惯性负载的输出电压波形，调节输出电压... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-6 |
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ABSTRACT |
6-11 |
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第一章 绪论 |
11-19 |
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1.1 无功功率的产生 |
11-13 |
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1.1.1 电力系统中的无功负荷、无功损耗 |
11-12 |
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1.1.2 电力系统中的无功电源 |
12-13 |
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1.2 无功补偿装置的发展 |
13-15 |
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1.2.1 具有饱和电抗器的无功补偿装置(SR) |
13 |
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1.2.2 晶闸管控制电抗器(TCR) |
13-14 |
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1.2.3 晶闸管投切电容器(TSC) |
14-15 |
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1.2.4 新型静止无功发生器(SVG) |
15 |
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1.3 SVG的优越性 |
15-17 |
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1.4 国内外研究现状 |
17-18 |
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1.5 本文研究的意义及主要工作 |
18-19 |
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第二章 SVG的原理及结构 |
19-30 |
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2.1 SVG的原理及结构 |
19-23 |
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2.2 SVG的数学模型 |
23-29 |
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2.2.1 稳态模型 |
23-25 |
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2.2.2 动态模型 |
25-29 |
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2.3 小结 |
29-30 |
|
第三章 SVG装置的研制 |
30-62 |
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3.1 SVG装置主电路的结构设计 |
30-36 |
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3.1.1 逆变电路的设计 |
30-32 |
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3.1.2 整流电路的设计 |
32 |
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3.1.3 主回路直流电容的选择 |
32-33 |
|
3.1.4 逆变器的缓冲电路 |
33-34 |
|
3.1.5 IGBT门极驱动控制电路 |
34-35 |
|
3.1.6 工作电源的设计 |
35-36 |
|
3.2 SVG装置控制电路的结构设计 |
36-43 |
|
3.2.1 TMS320 F2812 DSP的结构和特点 |
36-42 |
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3.2.2 电压和电流信号转换电路 |
42 |
|
3.2.3 电网频率跟踪模块 |
42-43 |
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3.3 SVG控制系统的软件设计 |
43-61 |
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3.3.1 初始化模块 |
44-46 |
|
3.3.1.1 系统初始化模块 |
44-45 |
|
3.3.1.2 外设初始化模块 |
45-46 |
|
3.3.2 电网频率跟踪模块 |
46-47 |
|
3.3.3 模数转换模块 |
47-49 |
|
3.3.4 FFT及电量计算模块 |
49-51 |
|
3.3.5 数据格式 |
51-52 |
|
3.3.6 SPWM脉冲输出模块 |
52-60 |
|
3.3.6.1 SPWM调制的基本原理 |
52-54 |
|
3.3.6.2 SPWM调制技术的三个相关概念 |
54 |
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3.3.6.3 中值规则采样法生成SPWM波形 |
54-56 |
|
3.3.6.4 基于TMS320F2812DSP的SPWM波形的发生 |
56-57 |
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3.3.6.5 实现SPWM脉冲输出的软件编程 |
57-60 |
|
3.3.7 数字PI控制器的设计 |
60-61 |
|
3.4 小结 |
61-62 |
|
第四章 SVG装置的实验与研究 |
62-75 |
|
4.1 测频部分实验结果 |
62-63 |
|
4.2 SPWM脉冲波形输出 |
63-65 |
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4.3 开环试验结果 |
65-69 |
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4.3.1 SVG空载的输出波形 |
65-66 |
|
4.3.2 SVG带负载的输出波形 |
66-69 |
|
4.4 并网试验结果 |
69-74 |
|
4.4.1 调节SVG输出电压的幅值 |
69-71 |
|
4.4.2 调节SVG输出电压的相位 |
71-74 |
|
4.5 小结 |
74-75 |
|
第五章 总结与展望 |
75-77 |
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5.1 总结 |
75-76 |
|
5.2 展望 |
76-77 |
|
参考文献 |
77-81 |
|
致谢 |
81-82 |
|
攻读学位期间发表的学术论文 |
82 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385370 |
