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毕业设计-配电网静止同步补偿器的双闭环控制及仿真,共42页,19132字,附任务书、开题报告等
课题研究的目的与主要内容
目的:
让学生运用所学《电力电子技术》、《MATLAB仿真》等课程知识进行配电网静止同步补偿器仿真系统的设计。锻炼学生应用先进数字仿真软件建立配电网静止同步补偿器仿真模型的能力,达到毕业设计的要求,为以后在相关领域的工作打好基础。
主要内容:
配电网常用的无功补偿设备及其工作原理;
基于电压源逆变器的配电网静止同步补偿器的构成和工作原理及控制方法;
MATLAB/Simulink仿真环境;
配电网静止同步补偿器主电路、检测电路、控制电路等的仿真模型。
基本要求
对配电网常用的无功补偿设备及其工作原理进行论述;
详细分析基于电压源逆变器的配电网静止同步补偿器的构成和工作原理及控制方法;
熟悉Matlab/simulink仿真环境,并建立配电网静止同步补偿器的仿真模型,包括主电路、
检测电路、控制电路和模拟简单配电系统的仿真模型,给出详细的仿真结果;
撰写毕业论文,论文要求符合邵阳学院本科毕业设计要求。
三、课题研究已具备的条件(包括实验室、主要仪器设备、参考资料)
1.实验场地:邵阳学院电气自动化研究所、邵阳学院电力系统综合实验室;
2.主要仪器设备:PC机、Matlab/simulink仿真软件;
3.参考资料:
《谐波抑制和无功功率补偿》王兆安、杨君、刘进军编著。机械工业出版社,2002年2月第一版;
4.国内外相关参考文献;
四、设计(论文)进度表
1.资料查找、文献阅读、熟悉课题(3周)
2.熟悉并掌握配电网静止同步补偿器的电路构成和工作原理及控制方法(2周)
3.熟悉Matlab/simulink软件并建立仿真模型(3周)
4.整理、撰写毕业设计(论文)(3周)
5.准备、进行答辩(1周)
课题研究的主要内容、研究方法或工程技术方案和准备采取的措施
本课题建立基于双闭环控制的配电网静止同步补偿器仿真模型,其主要内容包括:
1.介绍同步调相机、静电电容器、静止无功补偿器和静止同步补偿器等无功补偿设备,并分析其工作原理。
2.分析D-STATCOM的构成和基本原理,介绍D-STATCOM直接电流控制法、间接电流控制法和基于瞬时无功功率的指令电流检测法。
3.设计D-STATCOM电压外环、电流内环的双闭环串级控制器,详细分析其工作原理。
4.掌握MATLAB/SIMULINK电力电子建模方法,在MATLAB/SIMULINK环境下建立D-STATCOM系统的仿真模型,包括主电路、检测电路、控制电路和简单的配电系统模型,进行电压补偿仿真,并对仿真结果进行详细分析,得出结论。
为了达到设计要求,完成毕业设计任务,本课题采用仿真研究方法。拟采取以下措施:
1.阅读相关文献和书籍,了解国内外的发展现状,熟悉无功补偿的基本理论知识。
2.查询相关资料,详细分析基于电压源逆变器的配电网静止同步补偿器的构成、补偿电压的基本原理及双闭环控制策略。
3.熟悉MATLAB/SIMULINK环境,熟悉SIMPOWERSYSTEMS中的元件,采用分模块的方法建立仿真模型,进行仿真并得到详细的仿真结果。D-STATCOM有补偿电压、谐波和三相不平衡等功能,D-STATCOM双闭环控制作为一种直接电流控制,主要补偿电压的波动。在简单配电网系统模型中,采用投切无功模块的方法产生电压波动。
4.整理资料,撰写毕业论文,论文要求符合邵阳学院本科毕业设计要求
摘 要
随着工业水平的不断提高,用户对电能质量的要求也越来越高。而系统中无功负荷,特别是冲击性无功负荷的存在,不仅增加了各种损耗,而且严重影响了用户端的电能质量。因此,实时快速的无功功率补偿对优化电网潮流分布和提高电能质量具有十分重要的意义。传统的无功补偿装置可满足一定范围的无功补偿要求,但存在响应时间长、调节特性差等缺点,难以满足现代快速控制的要求。而基于电力电子逆变技术的无功补偿装置D-STATCOM具有响应速度快、调节连续、控制灵活等诸多优点,能够快速、有效的补偿系统中的无功功率和抑制谐波。
论文主要研究D-STATCOM用于电压补偿的双闭环控制策略。首先,对常用的无功补偿设备及工作原理进行了介绍,然后分析了D-STATCOM的工作原理和控制方法,最后利用Matlab/Simulink仿真软件,建立了基于双闭环控制的D-STATCOM仿真模型。
仿真结果表明,文中提出的电压外环、电流内环双闭环控制策略能够有效、动态的实现电压的动态补偿。
关键词:电能质量;电压补偿;仿真;动态补偿
目 录
摘要.... Ⅰ
AbstractⅡ
1 绪论....1
1.1 课题的来源、目的及意义......1
1.2 无功缺乏对电网运行的影响及无功补偿的作用.2
1.3 常用的无功补偿装置及工作原理...3
1.4 国内外研究现状10
1.5 论文的主要工作任务.10
2 D-STATCOM的工作原理及控制方法...12
2.1 D-STATCOM的主电路结构及工作原理.....12
2.2 D-STATCOM补偿电流检测方法......15
2.3 D-STATCOM的控制方法20
2.4 D-STATCOM中的SPWM技术...22
2.5 D-STATCOM补偿电压的原理.24
2.6 D-STATCOM电压外环、电流内环双闭环串级控制策略.26
3 D-STATCOM建模仿真....28
3.1 Matlab/Simulink介绍......28
3.2 D-STATCOM仿真模型建立....30
3.3 仿真结果及分析.....33
总结.....38
参考文献39
致谢.....41