基于DSP的低压TSC动态无功补偿装置的研制

论文摘要

本文主要研究了无功补偿对电网性能的改善,无功补偿装置的控制策略、原理等关键技术以及控制器的软硬件设计。系统硬件上采用了TI公司的32位定点DSPF2812处理器进行控制,具有比传统的单片机控制运算速度高,实时性好的特点。采用晶闸管控制投切电容器,全数字化控制,全中文液晶显示、界面实时显示系统运行状况,完全实现了电容器的快速,无弧,无冲击投切,具有优良的性能。在软件上,采用C语言编程,遵循模块化设计原则,提高了系统的通用性和维护的简易程度。在投切原则上,与常见的功率因数控制方案相比较,采用综合无功功率控制,避免了轻载振荡。为了实现装置应具有的功能,本文设计并制作了较为完整的控制电路及其外围设备的硬件电路。它们包括触发电路、采样电路、显示电路及通讯电路等。文中还设计编写了整个控制系统的控制程序,给出了控制软件的结构框图。最后,对无功补偿装置的发展和DSP控制技术的发展进行展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 目前无功补偿装置的不足
• 1.3 无功补偿配置的原则
• 1.4 无功补偿装置的现状及其发展趋势
• 1.5 课题的研究目的及论文的主要内容
• 第2章 TSC动态无功补偿关键技术研究
• 2.1 无功算法的选择
• 2.1.1 公式法
• 2.1.2 移相法
• 2.1.3 积分法
• 2.1.4 基于FFT的无功功率测量法
• 2.1.5 小结
• 2.2 控制目标的选取及控制策略
• 2.2.1 面向功率因数控制
• 2.2.2 面向无功功率控制
• 2.2.3 综合控制
• 2.3 晶闸管的触发原则
• 2.4 主电路连接方式
• 2.5 检测点的选择
• 2.6 电容器的分组方式
• 2.7 投切死角区间及减小投切死角的策略
• 2.8 串联电抗器的选择
• 2.9 小结
• 第3章 新型TSC系统的保护部分设计
• 3.1 电容器保护
• 3.1.1 过压保护
• 3.1.2 缺相保护
• 3.1.3 欠压保护
• 3.1.4 过流保护
• 3.1.5 谐波保护
• 3.2 晶闸管保护过压过流保护
• 3.3 其他保护
• 3.3.1 控制器电源单元异常
• 3.3.2 冷却系统保护
• 3.3.3 丢脉冲保护
• 第4章 系统硬件设计
• 4.1 系统基本原理和硬件总框图
• 4.2 系统各功能模块
• 4.2.1 信号变换及调理模块
• 4.2.2 AD采样模块
• 4.2.3 锁相同步采样电路
• 4.2.4 电源模块
• 4.2.5 人机对话模块
• 4.2.6 通讯模块
• 4.2.7 其它辅助模块
• 4.2.8 逻辑电平转换模块
• 4.2.9 可控硅驱动模块
• 4.2.10 补偿电容器过载电流调理电路
• 4.3 系统主要PCB原理图
• 4.4 系统抗干扰考虑
• 4.4.1 干扰源
• 4.4.2 抑制干扰源
• 4.4.3 提高敏感器件的抗干扰性能
• 第5章 系统软件设计
• 5.1 软件的总体结构
• 5.2 数据采集软件
• 5.3 数据处理软件
• 5.4 投切控制软件
• 5.5 人机交互界面软件
• 第6章 实验及仿真
• 6.1 调试平台说明
• 6.2 实际投切试验
• 6.3 实测谐波数据与分析
• 第7章 结论和展望
• 参考文献
• 致谢