0.4kV配网STATCOM的研究

发布时间：2017-08-10 07:47

  本文关键词：0.4kV配网STATCOM的研究

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【摘要】：0.4kV配电系统的主要用户是小微企业、市政设施、办公和居民建筑。这些用户在电能质量控制方面所采取的措施不是很完善,尤其是解决无功负荷的可选设备不多。针对这一实际问题,本课题开展了适应0.4kV配电系统无功补偿的STATCOM原理分析和系统实现的研究工作。在低压配电系统运行的STATCOM设备,要求效率要高、调节能力要强,同时对EMI、噪声和设备体积都有一定限制。本文的无功补偿系统研究工作侧重于满足低压配电系统的要求,有针对性对STATCOM的低功耗进行了设计。主要研究工作是在充分综述相关技术国内外发展现状的基础上,首先建立了STATCOM系统的动态数学模型,利用动态数学模型进行了仿真研究;设计了系统的主回路电路拓扑和系统控制电路,并分析对比了各种控制方式对补偿性能的影响,从中确定了直接控制方案。本文的控制系统实现是围绕德州仪器所生产的TMS320F2812数字讯号处理器展开的,采用DSP+CPLD控制技术思路,完成了系统的硬件实验平台的搭建和系统控制软件的设计,整个系统涉及到对外接电路的信号处理、实时检测以及DSP与CPLD的接口电路等技术。在课题的研究中,通过仿真研究工作和实际系统的实验研究工作,对适应0.4kV配电系统的STATCOM设备性能进行了较为深入的分析,得出了一些可供参考的结论。
【关键词】：0.4kV配电系统 STATCOM 动态数学模型 系统构建
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM761
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题来源及研究的目的和意义9-10
• 1.2 低压配电系统的无功功率问题10-14
• 1.2.1 低压配电系统无功需求与限制10-11
• 1.2.2 现阶段低压配网系统无功功率存在的问题11-14
• 1.3 STATCOM的研究现状及发展趋势14-18
• 1.3.1 无功补偿技术的技术状态分析14-16
• 1.3.2 STATCOM的发展趋势与低压配电网的适应16-18
• 1.4 本文主要研究的内容18-19
• 第2章 0.4kV配网STATCOM主电路分析与设计19-31
• 2.1 STATCOM的基本结构及原理19-21
• 2.1.1 STATCOM的主电路拓扑19
• 2.1.2 STATCOM的基本原理19-21
• 2.2 STATCOM主电路的数学建模21-25
• 2.2.1 STATCOM主电路的等效电路21-22
• 2.2.2 STATCOM的动态数学模型22-25
• 2.3 STATCOM主电路设计25-27
• 2.3.1 开关元件的选择25-26
• 2.3.2 电容的选取26-27
• 2.3.3 电感的选取27
• 2.4 STATCOM的保护电路27-30
• 2.4.1 IPM的自保护功能27-28
• 2.4.2 过电压保护28-29
• 2.4.3 过电流保护29
• 2.4.4 系统整体保护电路29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 0.4kV配网STATCOM的控制方法及SVPWM调制31-51
• 3.1 无功电流检测31-39
• 3.1.1 传统功率理论与瞬时无功功率理论31-37
• 3.1.2 以瞬时值为计算核心的无功功率理论无功电流检测37-39
• 3.2 STATCOM的控制方法39-43
• 3.2.1 电流的间接控制40-42
• 3.2.2 电流的直接控制42-43
• 3.3 SVPWM调制43-49
• 3.3.1 空间电压矢量的概念44-45
• 3.3.2 SVPWM调制原理45-47
• 3.3.3 参考电压的扇区47-48
• 3.3.4 SVPWM的实现48-49
• 3.4 总体控制策略49-50
• 3.5 本章小结50-51
• 第4章 0.4kV配网STATCOM的控制系统设计51-65
• 4.1 控制系统实现的基本方案及控制芯片的介绍51-53
• 4.1.1 控制系统实现的基本方案51-52
• 4.1.2 TMS320F2812控制芯片介绍52-53
• 4.2 控制系统的基本接口与功能实现53-59
• 4.2.1 DSP的基本接口电路53-57
• 4.2.2 CPLD的基本功能与接口电路57-59
• 4.3 信号的检测和接口59-62
• 4.3.1 信号预处理电路59-60
• 4.3.2 同步采样电路60-61
• 4.3.3 A/D转换模块61-62
• 4.3.4 D/A转换电路62
• 4.4 控制系统的软件设计62-64
• 4.4.1 控制系统主程序62-63
• 4.4.2 初始化程序63-64
• 4.4.3 脉冲发生器程序64
• 4.5 本章小结64-65
• 第5章 0.4kV配网STATCOM的仿真与实验研究65-73
• 5.1 基于MATLABA的STATCOM仿真65-68
• 5.1.1 MATLAb软件的介绍65
• 5.1.2 STATCOM系统仿真波形分析65-68
• 5.2 动态谐波无功发生器(DHVG)68-69
• 5.2.1 DHVG的介绍68-69
• 5.2.2 DHVG的基本原理与特性69
• 5.3 STATCOM的实验研究69-72
• 5.3.1 STATCOM装置的实物图69-71
• 5.3.2 STATCOM的实验71-72
• 5.4 本章小结72-73
• 总结与展望73-74
• 研究展望73-74
• 参考文献74-80
• 致谢80-81
• 个人简历81

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本文编号：649506