配电网无功补偿系统的研究

发布时间：2017-05-05 21:00

  本文关键词：配电网无功补偿系统的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在配电网中无功功率的作用极其重要,无功功率供需关系平衡时,对配电网的影响最小。目前,随着负载的种类和数量不断增加,且负载大小及运行时间没有规律,如此增加了配电网无功补偿的难度。为了能够在配电网不对称运行时实时地、准确地补偿无功功率,本文开展了对无功补偿装置的研究。本文提出采用改进lp-iq电流检测算法和可变PI调节参数的控制方法,在配电网存在不对称运行时实现无功补偿装置快速、准确地对无功功率进行补偿。本文首先仔细分析了无功补偿装置的发展现状及国内外研究水平,紧接着对配电网运行参数和三相不对称运行时变化参数进行了分析。对无功补偿的基本结构和工作原理分析后,分别讨论和比较了传统p-q检测算法、传统ip-iq检测算法、改进ip-iq检测算法等三种算法的优缺点,并根据本文研究的配电网运行环境,选择改进ip-iq检测算法作为无功补偿装置的电流检测算法；同时分析了电流间接控制与电流直接控制的各自控制思路及运用环境,并提出将可变PI参数控制策略运用于电流直接控制方法。运用MATLAB仿真软件设计并搭建无功补偿装置的仿真模型,依据常用电器的铭牌,估算出阻抗值作为仿真模型的等效负载,并对设计的模型进行仿真分析。然后采用基于改进ip-iq检测算法和可变PI参数的电流直接控制理论设计的无功补偿装置仿真模型,分析了在配电网不对称运行时无功补偿仿真结果。设计了无功补偿装置控制系统的硬件和软件,并且进行了实验调试。本文主要从理论上对无功补偿装置做了分析,结合MATLAB模型的仿真结果及分析,针对在配电网不对称运行时无功补偿快速性、准确性不足,采用提出的改进ip-iq检测算法和可变PI参数的电流直接控制方法,使无功补偿装置能够快速响应、精确补偿。
【关键词】：配电网 无功补偿 无功电流检测 STM32F429
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM761.12
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 绪论14-20
• 1.1 课题研究背景及意义14-15
• 1.2 无功补偿装置的发展15-16
• 1.3 无功补偿装置的国内外研究现状16-18
• 1.4 本文主要研究内容18
• 1.5 本章小结18-20
• 2 配电网基本特性分析20-28
• 2.1 配电网的电压计算20-22
• 2.1.1 配电网的电压降落20-21
• 2.1.2 配电网的电压损耗21-22
• 2.1.3 配电网的电压偏移22
• 2.2 配电网的损耗计算22-24
• 2.2.1 线路的功率损耗22-23
• 2.2.2 变压器的功率损耗23-24
• 2.3 三相不平衡分析24-26
• 2.3.1 三相不平衡的影响及危害24-25
• 2.3.2 三相不对称负载分析25-26
• 2.4 本章小结26-28
• 3 无功补偿的基本原理和控制方法28-42
• 3.1 无功补偿装置的基本结构28-29
• 3.2 无功补偿装置的工作原理29-31
• 3.3 无功电流检测算法的分析、比较及选取31-38
• 3.3.1 传统p-q运算方式31-33
• 3.3.2 传统ip-iq运算方式33-34
• 3.3.3 改进的ip-iq运算方式34-37
• 3.3.4 检测算法的比较与选取37-38
• 3.4 无功补偿控制方法的分析及改进38-41
• 3.4.1 电流的间接控制38-40
• 3.4.2 电流的直接控制40
• 3.4.3 控制方法的改进40-41
• 3.5 本章小结41-42
• 4 无功补偿系统建模、仿真和分析42-66
• 4.1 仿真模型建立42-53
• 4.1.1 简易系统模型42
• 4.1.2 改进无功检测算法模型42-50
• 4.1.3 变流控制模型50-51
• 4.1.4 逆变主电路模型51-53
• 4.2 常用负载仿真结果及分析53-64
• 4.2.1 仿真模型参数设置53-55
• 4.2.2 连接电抗器取值不同的仿真结果与分析55-57
• 4.2.3 三相不对称运行的仿真结果与分析57-62
• 4.2.4 改进电流控制方法仿真结果与分析62-64
• 4.3 本章小结64-66
• 5 无功补偿装置控制系统的软硬件设计及调试66-82
• 5.1 无功补偿装置的组成及控制系统硬件设计66-72
• 5.1.1 主电路模块66-68
• 5.1.2 信号检测模块68-70
• 5.1.3 驱动电路模块70-71
• 5.1.4 保护电路模块71-72
• 5.2 控制系统软件设计72-78
• 5.2.1 主程序部分73-74
• 5.2.2 定时器中断处理子程序74-75
• 5.2.3 A/D转换子程序75-76
• 5.2.4 电压电流数据处理子程序76-77
• 5.2.5 电压电流过限处理子程序77-78
• 5.3 实验板调试78-80
• 5.4 本章小结80-82
• 6 总结与展望82-86
• 6.1 总结82-83
• 6.2 展望83-86
• 参考文献86-90
• 致谢90-92
• 作者简介及读研期间主要科研成果92

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