基于开关状态函数化的混合无功补偿研究及应用

来源 :安徽工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:surezheng12345678
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目前,我国的冶金工业正在飞速发展,在这种情况下供电设计的安全和可靠对保持生产的正常运行起着至关重要的作用。但是,冶金行业的供电母线短、可靠性低,电能质量差,同时,电弧炼钢炉、起吊焊接设备,大功率非线性电力电子装置在电力系统中的广泛应用,也导致了电网功率因数下降、电压波动等问题。因此,实现电能的高效利用,成为研究的重点。而无功补偿作为提升电能质量的有效方法之一,其研究是十分有必要的。通过对以上问题的分析,本论文提出了一种基于开关状态函数化分析方法的混合无功补偿技术,其中,混合无功补偿系统由可控串联补偿(TCSC)和静止无功发生器(SVG)共同构成,有效利用了它们二者的优势,使供电电压变得更加理想。另外,开关状态函数化分析方法利用开关状态与装置工作状态的紧密联系,最大限度简化研究过程的复杂程度,从而得到控制信号。首先,本文分别对TCSC和SVG混合无功补偿装置的工作机制进行研究分析,建立各个装置模型,根据容量的选择确定TCSC和SVG的补偿大小。同时引入开关状态函数化分析方法分析补偿装置工作特性,推导出电路的开关状态函数,得到驱动信号对电路的开关器件进行导通关断控制。其次,完成补偿装置所需硬件电路的设计,其中涵盖主电路及控制电路、电压/电流检测电路等的设计,并给出以上硬件电路的结构原理图。以2812(DSP)开发板为基础,对芯片ADC输入输出通道、采样保持器等进行相关介绍,软件设计,给出系统主程序流程图。最后,在理论分析及软硬件设计的基础上,利用Matlab仿真软件搭建无功补偿装置模型,进行仿真研究观察电路电压电流及相位情况,验证了开关状态函数化分析方法的有效性。另外搭建了实验平台,进行系统软件硬件调试及实验验证,发现混合无功补偿装置的应用使电路中的电压电流相位差减小,无功功率得到有效补偿,很好的证明了开关状态函数化分析方法在混合无功补偿电路中的有效性和模型的正确性。
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