基于labview的虚拟同步发电机监控与实验平台设计

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1、i^^A“TOUNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目基于LabVIEW的虚拟同步发电机监控与实验平台设计学科专业电气工程学号201221170207作者姓名_____________王刚指导敦师张昌华副_独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡

2、献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期:上)年：T月1^日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将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、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：曰期：年爹月外曰分类号密级注1UDC学位论文基于LabVIEW的虚拟同步发电机监控与实验平台设计（题名和副题名）王刚（作者姓名）指导教师张昌华副教授电子科技大学成都（姓名、职称、

3、单位名称）申请学位级别硕士学科专业电气工程提交论文日期2015.03.20论文答辩日期2015.05.20学位授予单位和日期电子科技大学2015年06月答辩委员会主席黄琦评阅人陈峦，吴云峰注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。MONITORINGANDEXPERIMENTALPLATFORMDESIGNFORVIRTUALSYNCHRONOUSGENERATORBASEDLABVIEWAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ElectricalEngineerin

4、gAuthor:WangGangAdvisor:ZhangChanghuaSchool:SchoolofEnergyScienceandEngineering摘要摘要分布式发电和微电网一般采用逆变器将直流电转换为交流电来并网/孤岛运行，因此逆变器是连接新能源发电和电网之间的桥梁，其运行状态直接影响到电能质量和电网的稳定性。对逆变器的诸多研究中，控制理论是其研究的核心，直接决定逆变器的运行特性。为了对逆变器控制理论进行研究和实验，同时对逆变器的运行状态进行监控，保证其安全运行，很有必要建立一套逆变器监控和实验平台。研究人员可以在该平台上进行控制算法有效性的验证和研究。本文所设计的监控和

5、实验平台，具有逆变器控制理论实验验证和运行状态实时监控双重功能。逆变器控制芯片TMS320F28335将采集到的信号和逆变器控制策略的关键参数通过以太网通信传给上位机(PC机)。上位机采用虚拟仪器技术-LabVIEW软件编程，设计了友好的人机交互界面，可以直观地显示表征虚拟同步发电机运行状态的特征量，同时可以进行多种典型实验来验证控制算法的特性。本文所研究的主要内容有：（1）虚拟同步发电机控制理论：参考同步发电机的数学模型，设计了虚拟同步发电机控制算法，并在MATLAB上进行了建模和仿真。（2）逆变器运行状态特征量的提取：对表征逆变器运行状态特征量的检测算法进行了研究和仿真，包括直流

6、侧和交流侧电压电流基本参数测量和频率偏差、谐波、三相电压不平衡以及暂态故障中的电压暂降、暂升和短时间中断。（3）以太网通信软件的实现：基于以太网通信的基本原理和TCP/IP协议，在下位机中编写了以太网通信软件程序，将需要的数据通过以太网发送给上位机。同时在上位机中实现了数据接收和解析。（4）上位机软件设计：包括数据通信、数据解析、检测算法的实现。各模块显示和交互界面。同时设计了数据库系统，对需要的数据进行存储和历史数据查询，方便研究人员进行研究。（5）虚拟同步发电机控制理论实验验证：在该平台进行了验证虚拟同步发电机控制理论的典型实验，同时软件界面对实验中需要观测的参数进行了直观的显示

7、和数据存储。关键词：逆变器、虚拟同步发电机、状态监控、实验平台、以太网通信、LabVIEW、数据库IABSTRACTABSTRACTDistributedgenerationandmicrogridsgenerallyuseinverterstoconvertDCtoACforgrid/slandoperation,therefore,theinvertersisbridgeconnectednewenergygenerationtogrid,theope