低压电网无功补偿分析论文提纲

论文题目：低压配用电网静止无功补偿装置的研究

摘要：随着现代电网用电负荷种类的急剧增加,负载的特性也变得十分复杂,导致供电系统中的无功成分复杂多变,对低压配用电网的电压稳定以及传输的电能质量影响很大。而对低压配用电网中的无功功率进行实时监控和动态精确补偿正是解决低压配用电网电能质量问题的有效手段,因此研究低压配用电网静止无功补偿装置对稳定电网电压,减少系统损耗,提高功率因数,提高电能传输效率以及电网的负载能力具有非常重要的现实意义。本文对低压配用电网中的无功补偿需求进行分析,采用TCR+TSC型SVC设计方案对整个装置的软硬件系统进行设计。并对控制系统中的BP-PID控制器进行优化,最后通过仿真实验以及搭建的实验样机测试本文设计装置的性能优化和无功补偿效果。论文的主要研究内容如下:（1）针对无功补偿装置中用于稳定负载电压的传统PID控制器在控制非线性、时变对象时的参数整定不良,控制性能不优等缺陷。在BP-PID控制器中进一步引入一个二阶微分控制环节提高系统的控制精度和响应速度,并利用混合粒子群优化算法自动构建一个结构紧凑、泛化性能优越的BP神经网络,实现BP-PID控制器的性能优化,通过仿真实验验证其控制性能并将其应用于无功补偿装置中。（2）选用TMS320LF2407A型DSP芯片作为硬件系统的处理控制核心,搭建无功补偿装置的硬件系统,包括信号调理采样,三相电压同步信号捕捉,开关量输入输出,晶闸管触发以及通信模块的设计。采用模块化的思想设计软件系统模块,包括数据采集处理,设备保护以及无功补偿控制程序模块。（3）最后对整个无功补偿系统进行建模仿真,对系统的电压稳定功能以及动态补偿性能进行验证,并搭建380V静止无功补偿装置的实验样机进行测试。实验结果表明本文研究设计的TCR+TSC型低压配用电网静止无功补偿装置能够快速精准地对低压电网中的无功功率进行补偿,有效地稳定各种负载特性下的电网电压,实际应用效果理想。

关键词：低压配用电网;SVC;BP-PID控制器;混合粒子群优化算法;DSP

学科专业：控制科学与工程

摘要

abstract

第一章 绪论

1.1 课题研究背景与意义

1.2 国内外研究现状与发展趋势

1.2.1 无功补偿装置发展历程概述

1.2.2 无功补偿国内外研究现状

1.2.3 无功补偿的不足与发展趋势

1.3 论文主要研究内容和结构安排

第二章 SVC理论分析与特性比较

2.1 晶闸管控制电抗器(TCR)

2.1.1 TCR基本工作原理

2.1.2 TCR电路拓扑和配置类型

2.1.3 TCR控制系统原理

2.2 晶闸管投切电容器(TSC)

2.2.1 TSC基本工作原理

2.2.2 三相TSC投切原则

2.2.3 TSC控制系统原理

2.3 TCR+TSC复合型SVC

2.3.1 TCR+TSC型SVC无功补偿原理

2.3.2 TCR+TSC型SVC特性分析

2.3.3 TCR+TSC型SVC控制系统原理

2.4 本章小结

第三章 无功功率算法研究及PID参数自整定控制器设计

3.1 无功功率算法研究

3.1.1 无功电流检测算法

3.1.2 基于对称分量法的无功补偿原理

3.2 SVC的电压稳定型闭环控制器设计

3.3 基于混合粒子群优化算法的BP-PID控制器设计

3.3.1 混合粒子群优化算法

3.3.2 BP神经网络PID控制原理

3.3.3 基于混合粒子群优化算法的BP-PID控制器实现

3.4 本章小结

第四章 低压配用电网TCR+TSC型SVC控制系统设计

4.1 无功补偿控制系统硬件设计

4.1.1 硬件系统设计

4.1.2 信号调理模块

4.1.3 同步信号捕捉模块

4.1.4 采样模块

4.1.5 通信模块

4.1.6 开关量输入输出模块

4.1.7 晶闸管触发模块

4.2 无功补偿控制系统软件设计

4.2.1 软件总体设计

4.2.2 主程序设计

4.2.3 数据采集处理程序

4.2.4 保护程序

4.2.5 无功补偿控制程序

4.3 本章小结

第五章 仿真测试与系统实验

5.1 改进BP-PID控制器仿真实验

5.2 无功补偿系统仿真实验

5.2.1 无功补偿系统仿真模型搭建

5.2.2 无功补偿系统电压稳定功能试验

5.2.3 无功补偿系统动态性能试验

5.3 系统实现与测试

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献