基于dsp的磁控电抗器新型控制系统设计

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1、江苏科技大学硕士学位论文基于DSP的磁控电抗器新型控制系统设计专业名称：控制工程作者姓名：赵冰冰指导教师：曾庆军摘要随着能源问题的日益突出，智能电网建设成为世界电力未来发展的趋势，同时由于我国经济的高速发展，对于电力的需求量越来越大，由此对电能质量和电网平稳运行的要求越发严苛。然而，越来越多的非线性负荷电力设备的使用以及超（特）高压大电网的建设，使得电网中无功不平衡问题愈发严重。在智能电网建设和电力行业快速发展的大背景下，新型无功补偿装置的研制和应用成为当前电力系统需要解决的重大技术课题。本文主要针对基于磁控电抗器(MCR)的静止无功补偿器(SVC)进行研究。在对磁控电抗器和无功补偿系

2、统仿真分析的基础之上，设计完成了一种基于TI公司的DSPTMS320F2812为主控芯片的无功补偿控制系统，包括硬件电路、软件设计和软硬件联调实验，并对控制系统的控制策略进行了深入的研究。具体内容如下：首先，根据国内外无功补偿装置的发展概况，对新型MCR型SVC的国内外现状进行研究。随后对磁控电抗器的基本结构、原理和工作状态进行分析与建模，并在MATLAB环境下实现了建模仿真，对其主要特性进行了分析。其次，对MCR型SVC无功补偿系统进行建模与仿真分析，并对控制系统的控制策略进行深入研究，包括控制方式、瞬时无功电流检测、有理插值算法、PID控制器的设计与仿真。仿真结果表明，基于MCR型SV

3、C无功补偿系统能取得较好的无功补偿效果。再次，为实现新型MCR型SVC对电力系统无功实时有效的调节，本文以DSPTMS320F2812为主控芯片，对MCR型SVC控制系统的各个功能模块进行了硬件电路的设计，包括信号采集电路、信号调理电路、过零同步电路和脉冲驱动放大电路。以此为基础在CCS环境下进行控制系统各个功能模块的软件设计，包括初始化模块、数据处理模块、触发脉冲产生模块以及显示模块。最后，对本文所设计的硬件电路和软件程序完成控制系统联调实验，验证了所设计的控制系统功能的有效可行性，控制效果较好。关键词智能电网；磁控电抗器；无功补偿；仿真；TMS320F2812IAbstractWith

4、thegrowingprominenceofenergy,theconstructionofsmartgridhasbecomethetrendofthefuturedevelopmentoftheworld.Atthesametime,duetotherapiddevelopmentofChina'seconomy,thedemandforpowerisincreasing,whichismorestringentrequirementsforpowerqualityandpowergrid.However,moreandmorenonlinearloadpowerequipmentus

5、eandtheconstructionofultrahighvoltage(UHV)powergridsmakethereactivepowerimbalanceinpowernetworkbecomemoreandmoreserious.Withtherapiddevelopmentofsmartgridconstructionandpowerindustry,thedevelopmentandapplicationofnewreactivepowercompensationdeviceisakeytechnicalissuetobesolvedinthecurrentpowersyst

6、em.Thispapermainlyfocusesontheresearchofthestaticvarcompensator(SVC)basedonthemagneticallycontrolledreactor(MCR).Onthebasisofthesimulationanalysisofthemagneticvalvecontrollablereactorandreactivepowercompensationsystem,wedesignareactivepowercompensationcontrolsystembasedonDSPTMS320F2812asthemaincon

7、trolchip,includinghardwarecircuit,softwaredesignandsoftwareandhardwaredebugexperiment.Inaddition,thecontrolstrategyofthecontrolsystemisdeeplystudied.Thespecificincludes:Firstly,accordingtothedevelopmentofreactive