高压静止无功补偿器的研制

论文摘要

电力能源作为人类生活中最重要的能源之一,越来越受到人们的关注。特别是近年来,随着高新技术尤其是信息技术的飞速发展,人们对电能要求也越来越高,由电能质量问题造成的危害也越来越突出。诸如电网中的电压,电流发生畸变,电压不稳,闪变和三相不平衡的问题时有出现。因此,进行电能质量控制技术的研究迫在眉睫,对于保障电网稳定,提高电网的利用效率具有十分重要的现实意义。作为提高电能质量、保障电能可靠性传输的主要装置-静止无功补偿器（SVC）以其优越的性能,在电力系统动态电压支撑和无功补偿方面发挥了重要作用。虽然在现代电力系统中,高压静止无功补偿器得到了广泛的应用,但由于各个补偿器的厂家产品结构及实现方式不同,补偿器的实用性与可靠性亦有不同。为了获得更好的性能、更合理的系统结构,一方面,本文以高压静止无功补偿器的研制为主要内容,分析无功补偿的意义及原理,比较各种无功优化与补偿方法的优点与不足,提出切实可行的高压静止无功补偿器的系统结构,分析了结构与原理。另一方面,文章以6kV高压静止无功补偿器的设计为例,提出补偿器具体的设计思路与方法。从系统整体设计、各个部分的结构与原理入手,着重对系统的硬件部分与软件部分实现流程,包括晶闸管触发电路板和控制管理系统、监视控制系统的构成进行详细阐述。其中硬件部分,采用电子电路图设计为主进行分析描述,包括原理说明,元件器选型的原则,实验效果等方面。系统的软件部分以实时监控、故障检测、电压控制、功率因数控制为目标提出系统软件设计的实现方式与程序设计流程。最后,进行取能回路仿真、触发实验、滤波器研究与设计,并针对所提控制方法进行仿真及实验验证,证明所设计系统的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 插图索引
• 第1章 绪论
• 1.1 无功补偿的意义及现状
• 1.1.1 无功补偿的意义
• 1.1.2 无功补偿技术的分类及发展状况
• 1.2 本文所做的主要工作
• 第2章 高压静止无功补偿器的理论与结构研究
• 2.1 高压静止无功补偿器的基本结构与原理
• 2.1.1 SVC 的结构与原理
• 2.1.2 TCR 的原理
• 2.2 高压SVC 整体设计
• 2.2.1 TCR 主回路的设计
• 2.2.2 TCR 控制系统设计
• 2.3 本章小结
• 第3章 高压静止无功补偿器晶闸管触发板设计
• 3.1 高压静止无功补偿器晶闸管触发板原理
• 3.1.1 晶闸管触发板系统原理
• 3.1.2 晶闸管触发板的研究现状
• 3.2 高压静止无功补偿器晶闸管触发板设计
• 3.2.1 取能回路设计
• 3.2.2 电源转换电路设计
• 3.2.3 电源监测回路设计
• 3.2.4 电压检测电路设计
• 3.2.5 逻辑回路设计
• 3.2.6 晶闸管触发回路设计
• 3.2.7 光电信号转换电路
• 3.2.8 静态均压及BOD 保护电路设计
• 3.2.9 du/dt 回路设计
• 3.3 本章小结
• 第4章 高压静止无功补偿器监控管理系统设计
• 4.1 高压静止无功补偿器监控管理系统的结构功能
• 4.2 控制管理系统设计发展现状及原理
• 4.2.1 控制管理系统设计思路与方案
• 4.2.2 控制管理系统接口电路板设计
• 4.2.3 控制管理系统DSP 控制器的设计
• 4.2.4 控制管理系统软件设计
• 4.3 高压静止无功补偿器监视控制系统基本结构功能
• 4.3.1 监视控制系统基本结构及硬件构成
• 4.3.2 监视控制程序设计流程
• 4.4 本章小结
• 第5章 高压静止无功补偿器的滤波器设计及应用实验
• 5.1 滤波器的设计
• 5.2 基于粒子群算法与神经网络的PID 调节器在高压SVC 中的应用
• 5.2.1 SVC 控制器基本结构
• 5.2.2 改进粒子群优化算法基本原理
• 5.2.3 基于粒子群算法与神经网络的控制器参数优化算法
• 5.2.4 仿真及实验结果
• 5.3 取能回路仿真与实验
• 5.4 触发及控制回报性能实验
• 5.5 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间获得的研究成果