基于RTDS的SSSC仿真与闭环控制系统实现

论文摘要

静止同步串联补偿器（SSSC）是FACTS技术中新近发展的、具有广泛应用前景的一种可控串联补偿技术,受到了越来越多的关注。本文采用三单相级联逆变器作为其主电路结构,通过比较多种调制算法,将基于KL坐标系的SVPWM算法作为逆变器调制算法,在RTDS上完成了SSSC多电平控制的仿真研究。考虑到级联逆变器的结构特点和SSSC的功能特点,针对多电平变流器开关器件多,常规的控制芯片无法提供足够的PWM脉冲,提出了一种DSP+FPGA共同控制级联型逆变器的方法。本文从SSSC控制器硬件平台设计和软件控制算法实现两方面,详细介绍了整个闭环控制系统的功能模块构成,最后通过在RTDS中仿真外接电力系统和SSSC逆变器主电路,而控制器采用DSP+FPGA硬件连接的方式,验证了SSSC控制器的有效性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 SSSC 基本原理及研究现状
• 1.2.1 SSSC 基本原理
• 1.2.2 SSSC 工程应用研究
• 1.3 SSSC 主电路拓扑分析
• 1.3.1 主电路拓扑结构
• 1.3.2 级联多电平逆变器的工作原理
• 1.4 电力系统数字实时仿真及其应用
• 1.5 本文主要工作
• 第二章 基于RTDS 的级联多电平逆变器控制技术
• 2.1 阶梯波调制法
• 2.1.1 阶梯波调制原理
• 2.1.2 可在线计算的触发角计算方法
• 2.1.3 阶梯波调制仿真验证
• 2.2 SPWM 法
• 2.2.1 压移SPWM 调制
• 2.2.2 相移SPWM 调制
• 2.3 空间矢量PWM 法（SVPWM）
• 2.3.1 空间矢量PWM 法基本原理
• 2.3.2 基于KL 坐标系的SVPWM 改进算法
• 2.3.3 SVPWM 仿真验证
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于DSP+FPGA 的SSSC 控制系统设计
• 3.1 硬件系统概述
• 3.1.1 硬件开发平台选择
• 3.1.2 硬件系统总体结构
• 3.2 硬件系统设计
• 3.2.1 RTDS 硬件板卡
• 3.2.2 DSP 控制板
• 3.2.3 FPGA 脉冲触发板
• 3.2.4 DSP 与FPGA 之间的数据传输
• 3.3 软件系统概述
• 3.3.1 基于CCS 的DSP 软件开发
• 3.3.2 基于ISE 的PPGA 软件开发
• 3.4 软件系统设计
• 3.4.1 SSSC 控制系统的软件构成及软件流程
• 3.4.2 DSP 部分
• 3.4.3 FPGA 部分
• 3.5 本章小结
• 第四章 SSSC 仿真与闭环控制系统实验分析
• 4.1 SSSC 主电路结构
• 4.2 SSSC 性能实验
• 4.2.1 启动充能实验
• 4.2.2 稳态实验
• 4.2.3 动态实验
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文结论
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表论文和参加科研情况