馈线终端设备的智能电源系统研究与设计

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1、西安科技大学硕士学位论文馈线终端设备的智能电源系统研究与设计专业名称：电路与系统作者姓名：田华指导教师：程红丽学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工

2、作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日论文题目：馈线终端设备的智能电源系统研究与设计专业：电路与系统硕士生：田华（签名）指导老师：程红丽（签名）摘要进入新世纪以来，在经济危机和能源危机的双重制约下，全社会对供电质量、优化服务、节约能源、

3、保护环境等方面的要求不断提高，国家电力系统面临越来越多的挑战。而配电自动化作为提高供电可靠性、改善供电质量、扩大供电能力、实现配电网高效率经济化运行的重要手段，在国内迎来了前所未有的建设高潮。其中馈线终端设备(FeedTerminalUnite，简称FTU)作为配电自动化系统的重要组成部分，对输电线路的供电情况进行着实时监测和通信任务，它的安全可靠性直接关系到配电网供电的可靠性。由于FTU一直工作在户外比较恶劣的环境下，它的电源系统是最容易出现故障的部分，已经严重影响到FTU的正常稳定运行。因此根据FTU对电源的需求，研究适用于FTU的电源系统具有重要意义。在科学技术发展迅猛的

4、新时代，先进的数字开关电源技术和新型储能设备的问世，为FTU的电源系统进一步发展提供了强大动力。本文在调研FTU发展现状和分析其发展方向的基础上，从FTU电源系统的需求出发，提出一种基于超级电容器储能的FTU智能电源系统的设计方案。本文设计的FTU智能电源系统，包括：取电模块、充电模块、超级电容器组、稳压模块、数字控制器等部分。其中，取电模块由正激变换器构成，实现与输电线隔离并获取电压；充电模块是降压(Buck)变换器构成的恒流源，完成对超级电容器的快速充电；超级电容器组作为备用电源用来储能，实现输电线路断电时对FTU的供电；稳压模块由升压(Boost)变换器构成，把超级电容器

5、的输出电压维持在FTU所需的稳压值；系统的数字控制由主控制芯片LPC2138来实现。最后，通过仿真分析和对硬件设备测试，表明本文所设计的电源系统满足了FTU的电源需求，解决了其可靠供电问题，可投入使用。关键词：馈线终端设备；供电可靠性；DC-DC变换器；超级电容器；数字控制研究类型：应用研究Subject:ResearchandDesignonIntelligentPowerSystemofFTUSpecialty:CircuitandSystemName:TianHua(signature)Instructor:ChengHongli(signature)ABSTRACTSi

6、nceenteringthenewcentury,withthedoublerestrictionofeconomicandenergycrisis,therequirementofentiresocietyonqualityofpowersupply,optimizeservice,savingenergy,protectenvironmentisincreasinggradually,sothesystemofnationalelectricpowerisfacingmoreandmorechallenges.Whilethedistributionautomationas

7、animportantmeanstoimprovethereliabilityandqualityofpowersupply,expandthecapacityofpowersupply,andachieveefficientandeconomicoperationofthedistributionnetwork,facingunprecedentedopportunitiesfordevelopmentinthedomestic.Inwhich,theFTUmonitorspowersup