链式多电平statcom脉冲发生器的研究

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1、摘要摘要工业的不断发展对电能质量的要求越来越高。系统中无功负荷，尤其是冲击性无功负荷的存在，严重影响了电能质量。无功补偿是保持电网高质量运行的主要手段之一。目前广泛应用的静止无功补偿装置中，静止同步补偿器(STATCOM)h}j于其具有诸多优点，已成为静止无功补偿技术的主要发展方向之一。本文详细分析了链式多电平静止同步补偿器(s"盯cOM)的工作原理，并设计了基于复杂可编程器件(CPLD)的优化PWM(OPWM)脉冲发生器和单相STATCOM主电路。本文提出了一种新型的优化消谐技术并应用于链式多电平STATCOM脉冲发生器的设计。利用一般微分方程法求得超越方程的估算解，并且在

2、此基础上通过Newton．Raphson迭代法进行离线计算获得精确的样本数据，通过BP神经网络对离线计算的样本数据进行拟合，从而得到基波电压和开关角传输比的函数，用于实时计算。在MATLABSIMULINK平台上搭建了链式七电平OPWM脉冲发生器，并给出了不同调制比下的单相输出波形及频率图。本文利用LatticeispLever开发平台，采用VHDL输入的方式实现了链式七电平OPWM脉冲发生器的脉冲逻辑。在Newton-Raphson迭代法求解的基础上，将OPWM调制比信号M和相应的开关信号存储在MCU寄存器内，上位机通过串口将调制比信号输入MCU进行查表，获得相对应的开关信

3、号并输入到CPLD中，大大节约了CPLD的资源。仿真和试验表明，上述方法可以对STATCOM进行实时控制，且脉冲发生器的精度可以控制在lOOns之内，从而降低了STATCOM输出波形中的谐波含量。试验平台主要由复杂可编程逻辑器件LC4128C和AT89C2051组成。LC4128C主要用来精确的实现OPWM脉冲时序，而AT89C2051负责CPLD和上位机的串口通信。针对设计的OPWM脉冲发生器，试验结果和理论计算保持一致，并具有较高的精度，完全适用于链式多电平STATCOM的控制应用。关键词；链式多电平静止无功功率补偿器，链式多电平变换器，优化消谐技术，复杂可编程逻辑器件，

4、BP神经网络，脉冲发生器江苏大学磺j：学位论文ABSTRACTWi也thedevelopmentofmdmtry,cl强tomcrsbecomestricterwiththepowerqua／By．Thereactiveload．especiallytheimpulsivereactiveloadhasvaryseriousimpact、Ⅳiththepowerquality．Vatcompensationisoneofdominatingmethodsforkeepingpowersysteminconditionoffavorablerunning．Now,vatcomp

5、ensationdevicesinwideusearesynchronousVarcompensationequipmentscombiningwithpowerelectronictechnique．Duetoitsadvantages,STATCOMhasbeenthemaindirectionofdevelopingsynchronousvat"compensationtechnique．Thispaperhasthedetailedintroduction,thetheoryofthecascademultilevelSTATCOM．Designedasevenlev

6、elOPWMpulsegeneratorandasignalphasemainframeofS1=c组℃oM．Thispaperpresentsanewoptimizedharmonictechnique，whichbeusedindesigningthepulsegeneratorforSTATCOMemployingcascadedinverters．Ordinarydifferentialequationsapproachisusedtocalculateinitialvaluesoftheseequations，Newton—RaphsonalgorithmCanbe

7、usedtofindtheaccuratesolutionsfortrainingtheANN(ArtificialNeuralNetwork)．Thepaperalsopresentsamethodofdesigningsevenlevelspulsegenerator，thesimulationandexperimentresultshowthatthisdesignprovidedgoodperformance．Thelo苗cofsevenlevelsOPWMpulsegeneratorwasde