低压配电网三相不平衡智能换相控制系统

发布时间：2020-04-28 20:14

【摘要】：近年来,在配电网低压侧三相四线系统中,由于单相负荷不对称、不均匀现象的普遍存在,造成低压配电网存在负荷三相不平衡的情况。当负荷不平衡时,配电网损耗将大大增加,同时使电能利用率降低且严重影响供电质量,进而直接影响电网的安全稳定运行。因此,针对上述问题,并结合低压配电网系统三相四线制的特点,研制了低压配电网三相不平衡智能换相控制系统。该系统由安装于变压器出线侧的智能换相终端和安装于用户侧的智能换相开关相互配合完成。智能换相终端通过外接的电流互感器实时检测变压器三相电流,对数据进行整理分析,判断是否在不平衡的状态。如果系统是在不平衡状态,则将分散于各用户侧的所有换相开关电流信息发送给智能换相终端,同时确定出各相在平衡时所需加减的电流值,再将控制信号发给换相开关,驱动双向晶闸管和磁保持继电器配合动作,将不平衡电流从电流大的相换到电流小的相上,最后达到一个相对的平衡。论文在分析三相不平衡产生的原因以及对电网造成的危害背景下,首先简要总结了国内外改善三相不平衡抑制方法的研究现状。再从低压三相不平衡的基本概念出发,通过对目前存在的几种三相不平衡度计算方法的优缺点进行比较,提出了平均对称分量法来计算三相不平衡度。依据上述基础,提出了低压配电网三相不平衡智能换相控制系统的总体设计方案。搭建了智能换相控制系统的总体构成框架,根据系统需要实现的功能要求和达到的技术指标要求,提出了基于负荷分配预计算算法的智能换相终端控制策略和智能换相开关中的复合开关换相策略。分别设计了智能换相开关与智能换相终端的软硬件。硬件方面采用以DSPIC数字信号控制器作为核心的硬件系统,其中主要包括稳压电源模块、时钟电路、数据采集电路、通讯模块设计、液晶显示电路、温度测量电路、换相开关驱动电路等几部分。软件方面,程序的开发均是在MPLAB的编译环境下,使用C语言以及汇编语言进行编程完成,主要包括主程序的设计、数据采集及处理程序设计、智能换相终端的抄收设计、三相不平衡换相控制策略程序设计、电压和电流检测处理程序设计、智能换相程序设计和通讯模块部分的程序设计等,其中最为关键的是三相电压电流的交流采样、对电压电流相位的实时计算、计算相位与晶闸管触发时刻的实时配合等程序模块。最后将设计的整个系统投入运行,通过实验以及现场实际应用的数据进行分析,结果表明该系统能合理地调整低压电网的三相负荷不平衡,使三相不平衡线路尽量接近三相平衡状态,减少了配网损耗,提高了电能质量,具有很好的推广应用价值。
【图文】：

图 3.2 DSP 芯片引脚图）稳压电源模块电路是电路设计中必不可少的部分，它的作用是为整个控制系统提供能量的基础，具有十分重要的作用。DSPIC 单片机的启动和运行更加需要一个

无线模块实物图
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM761;TP273

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 姜卫东;廖玉茗;王培侠;王永生;黄辉;孔万敏;;减小无刷直流电机换相转矩波动和换相时间的协调控制方法[J];中国电机工程学报;2017年07期

2 白连平;孙佃升;;无刷直流电动机换相控制的研究[J];控制工程;2007年S1期

3 龚黎明,辜承林;无位置传感器永磁无刷直流电动机换相策略研究[J];电气传动自动化;2004年04期

4 魏敏;张相军;;无刷直流电机无位置传感器控制系统中超前60°-γ换相原理及其实现[J];电气自动化;2001年05期

5 李承汉;;换相变极方案中各支路间的关系[J];中小型电机;1987年04期

6 易沅陵;;GDA-Ⅰ型自动换相可控直流电源[J];江汉大学学报(自然科学版);1988年02期

7 王雪帆;;3Y连接换相变极绕组的槽数选择[J];中小型电机;1988年05期

8 王雪帆;;3Y连接换相变极绕组的槽数选择[J];电机技术;1988年03期

9 郭研岐;李红;;无位置传感器无刷直流电机换相点自校正控制方法研究[J];微电机;2013年02期

10 陈肖南;新型换相材料[J];产业用纺织品;1997年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 罗惜珍;张嘉鑫;;直流无刷电机产生换相噪声的原理及抑制方法[A];2013年中国家用电器技术大会论文集[C];2013年

2 王熙;陈丽;阚朝晖;李子龙;;静止变频器自然换相阶段过电流故障原因分析及处理[A];抽水蓄能电站工程建设文集2019[C];2019年

3 梁绍泉;何双军;;关于3号机换相刀闸反馈故障缺陷的分析处理[A];中国水力发电工程学会信息化专委会、水电控制设备专委会2014年会暨学术交流会论文集[C];2014年

4 张晓峰;吕征宇;;一种新型的消除无刷直流电机非换相转矩脉动方法[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年

5 张晓毅;梁东;陈建军;檀政;杨国彬;刘长利;黄杰;史卫群;;低压负荷自动换相装置与低压静止式动态无功补偿装置结合在三相不平衡治理中的应用研究[A];2017智能电网发展研讨会论文集[C];2017年

6 庄百兴;;永磁无刷直流电机转子位置检测与换相偏移研究[A];第十五届中国小电机技术研讨会论文摘要集[C];2010年

7 口乐民;;电机换相变极双速改造在华能平凉电厂节能应用分析[A];全国火电600MW级机组能效对标及竞赛第十七届年会论文集[C];2013年

8 李海珍;巨永锋;雷旭;;无刷直流电机换相转矩脉动抑制研究[A];2018中国自动化大会(CAC2018)论文集[C];2018年

9 陈阳;;复龙换流站复泸线导线换相施工方案研究[A];软科学论坛——企业信息与工程技术应用研讨会论文集[C];2015年

10 陈意文;;4/6极双速单绕组换相变极电动机的设计方案[A];2003年十一省、区、市机械工程学术年会论文集[C];2003年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 吴谷丰;菅直人连任民主党代表,日本避免再换相[N];新华每日电讯;2010年

2 本报记者 王丕屹;日本“换相”老生常谈[N];人民日报海外版;2011年

3 实习记者 张军妮 采访整理;日本难逃“换相怪圈”?[N];中国社会科学报;2011年

4 娄晓青;日本换相最多创吉尼斯纪录[N];国防时报;2011年

5 杜一菲;日本：换相能解决问题？[N];人民日报海外版;2011年

6 田闻之;日本频繁换相 拖累经济发展[N];北京日报;2012年

7 彭丽;英国昨日正式换相[N];工人日报;2007年

8 本报记者 于欢;日本换相核电迎来转机？[N];中国能源报;2011年

9 驻东京记者 刘洪亮;日本会否再“换相”今见分晓[N];文汇报;2010年

10 本报记者 王丕屹;菅直人还能坚持多久？[N];人民日报海外版;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 王迎发;无刷直流电机换相转矩波动抑制与无位置传感器控制研究[D];天津大学;2012年

2 石坚;无刷直流电动机高性能驱动控制技术研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

3 戴卫力;飞机无刷直流起动/发电系统的研究[D];南京航空航天大学;2008年

4 孙江;高可靠BLDCM驱动电路换相控制法研究[D];电子科技大学;2013年

5 邱建琪;永磁无刷直流电动机转矩脉动抑制的控制策略研究[D];浙江大学;2002年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 李永霞;低压配电网三相不平衡智能换相控制系统[D];济南大学;2019年

2 陈浩;基于智能换相开关的配电台区三相不平衡治理研究与应用[D];西安理工大学;2019年

3 张二超;基于智能换相开关的三相不平衡控制研究[D];电子科技大学;2018年

4 廖九林;农村配电台区三相不平衡负荷换相系统研究[D];长沙理工大学;2017年

5 刘青;无传感器无刷直流电机可靠起动与精确换相方法研究[D];西北工业大学;2015年

6 王亚茹;大功率电子换相直流电动机控制器的研究[D];西安工程大学;2016年

7 王哲;永磁无刷直流电机转矩脉动抑制方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

8 胡强;含分布式电源配电网多目标优化换相研究[D];华东交通大学;2016年

9 李聪利;无刷直流电机转矩脉动抑制技术研究[D];西安理工大学;2008年

10 张靖宇;电气化铁路牵引供电系统轮流换相及其效果研究[D];西南交通大学;2012年

，

本文编号：2643829