對供電系統(tǒng)進行適當的無功補償，可以穩(wěn)定電網電壓，提高功率因數，提高設備利用率，減小網絡有功功率損耗，提高輸電能力，平衡三相功率，為系統(tǒng)提供電壓支撐，提高系統(tǒng)運行安全性。鋼鐵企業(yè)一直就是用電大戶，具有容量大、負荷沖擊大、起制動頻繁、快速性、工作連續(xù)性和自動化程度高等特點，存在功率因數低、電壓波動等問題。研究鋼鐵企業(yè)的無功補償，對企業(yè)提高供電可靠性，節(jié)能減排，降低損耗，提高用電設備效率，保證產品質量有著非常重要的意義。 本文選用目前工程上應用最為廣泛的動態(tài)補償裝置靜止無功功率補償器，即SVC對鋼鐵企業(yè)負荷進行無功補償。考察了軋鋼企業(yè)的負荷特點，對比了各種補償裝置的優(yōu)缺點，在此基礎上提出了FC—TCR型SVC做為鋼鐵企業(yè)的無功補償裝置。 本文根據特定的現(xiàn)場參數，提出了FC—TCR型SVC裝置的設計框架，建立了潮流計算和SVC裝置的數學模型，給出了含有SVC補償裝置的電力系統(tǒng)潮流計算的計算方法，計算了SVC裝置的FC和TCR各支路參數，對一次設備進行選型，最后提出了一套完整的SVC系統(tǒng)設計方案。仿真結果表明，采用本方案的SVC系統(tǒng)有效提高了供電系統(tǒng)的功率因數，抑制了電壓波動，表明方案設計中的支路配置，參數設置和設備選型是合理的。 從基于瞬時無功功率理論的補償裝置觸發(fā)角度的算法出發(fā)，研究了SVC裝置動態(tài)補償的實現(xiàn)方法。本文還提出了動態(tài)補償SVC監(jiān)控系統(tǒng)和晶閘管觸發(fā)系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)。 為了驗證SVC系統(tǒng)設計的合理性，搭建了SVC的模擬試驗平臺，對一次系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)，光電觸發(fā)系統(tǒng)進行了聯(lián)合調試，調試結果達到了設計預期目標。
上傳時間： 2013-06-23
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我國電網無功補償容量不足和配備不合理，特別是可調節(jié)的無功容量不足，快速響應的無功調節(jié)設備更少。沖擊性負荷更會使得電網無功功率不平衡，將導致系統(tǒng)電壓的巨大波動、善變，嚴重時會導致用電設備的損壞，出現(xiàn)系統(tǒng)電壓崩潰和穩(wěn)定性被破壞事故。 FC+TCR型靜止無功補償裝置響應速度快，可以動態(tài)補償無功功率，提高系統(tǒng)功率因數，抑制系統(tǒng)電壓波動和閃變，因此在電氣化鐵路、電弧爐、軋機等的負荷無功補償上得到廣泛應用。中小用戶由于成本高較少使用，但中小用戶無功補償容量及市場巨大，研制適合中小用戶的FC+TCR型靜止無功補償裝置很有必要。基于此目的，本文研制一臺10kV FC+TCR型靜止無功補償裝置，并以此為研究對象進行設計理論研究工作。 本文根據負荷無功功率的變化情況，計算了靜止無功補償裝置的主電路參數，設計配備了高電位取能觸發(fā)板和BOD過電壓保護板。選擇以TMS320F2812為核心的嵌入式控制板為主要部件，設計信號接入電路和晶閘管觸發(fā)脈沖形成電路，構成最基本的靜止無功補償控制器。 基于瞬時無功補償理論和不平衡負荷的平衡化原理（Steinmetz原理），建立補償電納計算模型，通過電壓電流瞬時值采樣計算需要補償的瞬時無功功率和電納，根據補償電納通過查表方法求得晶閘管的控制角，并將其應用到靜止無功補償裝置樣機中。仿真結果表明，算法是快速有效和準確的，主電路的參數是合理的，具有實際工程應用價值。
上傳時間： 2013-08-02
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無功功率是影響電網穩(wěn)定的一個重要因素，無功補償是保證電力系統(tǒng)高效可靠運行的有效措施之一，它關系到整個電力系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定的運行。基于國內電力市場的需求現(xiàn)狀，考慮到無功補償的實現(xiàn)條件和經濟適應性，研制出了一種基于DSPTMS320LF2407A控制的TSC型低壓動態(tài)無功補償裝置。 本文主要研究了TSC無功補償的基本原理，無功補償的控制方式和原理，MATLAB系統(tǒng)仿真以及控制器的軟、硬件的設計。在硬件設計方面，由DSPTMS320LF2407A作為主控制器，能夠實現(xiàn)自動采樣計算、無功自動調節(jié)、故障保護、數據存儲等功能，具有比傳統(tǒng)的單片機控制運算速度高，實時性好的特點。采用晶閘管控制投切電容器，完全實現(xiàn)了電容器的快速，無弧，無沖擊投切，具有優(yōu)良的性能。在軟件上，采用C語言和匯編語言混合編程。在投切原則上，與常見的功率因數控制方案相比較，采用無功功率和功率因數相結合控制方式，避免了輕載投切振蕩，使無功調節(jié)更為合理。 為了實現(xiàn)裝置應具有的功能，本文設計并制作了較為完整的控制電路及其外圍設備的硬件電路。文中設計編寫了整個控制系統(tǒng)的控制程序，給出了控制軟件的結構框圖。結果表明本裝置軟硬件設計合理，控制方法可行，系統(tǒng)運行可靠，達到了預期的目的。
上傳時間： 2013-07-05
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石油鉆采設備通常工作于公共電網所不及的沙漠、海洋和陸地等環(huán)境場合，其中的電站子系統(tǒng)由數臺柴油發(fā)電機組及其相應的控制系統(tǒng)構成，為石油鉆機提供動力電源（小電網供電系統(tǒng)）。石油鉆機中的鉆井設備（絞車、泥漿泵和轉盤等）由大功率的交流或直流電動機驅動，根據鉆井工藝需要調節(jié)轉速和控制轉矩，因此，通常采用VFD變頻調速系統(tǒng)或SCR直流調速系統(tǒng)來滿足鉆井工藝要求。眾所周知，電力電子裝置（VFD變頻傳動系統(tǒng)和SCR直流傳動系統(tǒng)）對電力系統(tǒng)帶來諧波污染，尤其是對柴油發(fā)電機組小電網系統(tǒng)，諧波污染的問題將更為嚴重，而且SCR電驅動系統(tǒng)的功率因數較低，也給小電網系統(tǒng)帶來額外負擔，影響供電質量。因此，對石油鉆機電驅動系統(tǒng)進行諧波抑制和提高功率因數，顯得尤為重要。本論文正是針對此問題進行的研究和實踐。 本文對石油鉆機電驅動系統(tǒng)的構成及其工作原理作了介紹，重點分析了SCR和VFD電驅動系統(tǒng)諧波和無功功率產生的原因及危害，結合國內外的研究成果，提出對石油鉆機電驅動系統(tǒng)進行諧波抑制和無功補償的方案，并將其應用到實際的工程項目中。 石油鉆機電驅動系統(tǒng)為典型的多諧波源系統(tǒng)，本文對各個諧波源進行了詳細地分析，并且將多個諧波源進行了合成疊加和計算，來確定對電網系統(tǒng)總的影響（電壓畸變率）；針對SCR和VFD電驅動系統(tǒng)的結構和特點，提出了對SCR和VFD系統(tǒng)進行諧波抑制和無功功率補償的不同解決方案，即：對SCR電驅動系統(tǒng)，采用有源濾波器+動態(tài)無功功率補償的辦法，來消除諧波和改善功率因數；而對VFD電驅動系統(tǒng)，采用有源濾波器來消除諧波即可。 對石油鉆機SCR和VFD電驅動系統(tǒng)諧波進行的分析和計算，為兩系統(tǒng)諧波抑制的方案選型和系統(tǒng)優(yōu)化提供了設計依據。本文選用適合于柴油發(fā)電機組小電網供電系統(tǒng)的有源濾波器（額定電壓為690V）來濾除諧波，在系統(tǒng)結構上，采用一個諧波源配置一個有源濾波器的方法，主要解決了CT和PT連接的問題，實踐證明系統(tǒng)配置合理，濾波效果良好。同時對SCR電驅動系統(tǒng)設計了動態(tài)無功補償裝置，通過實測數據驗證了本文對SCR電驅動系統(tǒng)的無功進行了有效地補償。
上傳時間： 2013-04-24
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高壓TSC（Thyristor Switch Capacitor）裝置是指額定工作電壓為6kV-35kV晶閘管投切電容器補償裝置，是一種典型靜止無功補償器，其對增強系統(tǒng)穩(wěn)定性、提高系統(tǒng)運行經濟性，保證電壓質量及改善電能質量都能發(fā)揮良好的作用。目前國內對高壓TSC裝置研制與生產還處于起步階段，加速高壓TSC裝置的國產化，對在我國電力系統(tǒng)中早日推廣與應用高壓TSC裝置具有重大意義。 首先在無功功率的測量上，如何在有諧波干擾等復雜環(huán)境下準確檢測無功功率，本文采用了基于快速傅立葉變換的方法，可以很好的完成無功功率的采集。在主電路結構上，晶閘管開關閥是高壓TSC裝置的關鍵構成部件，高壓TSC裝置要求晶閘管開關應具有良好的電氣性能，要求晶閘管開關應是有效和可靠的。本文通過晶閘管特性和串聯(lián)技術的研究，給出了晶閘管串聯(lián)開關的靜態(tài)均壓和動態(tài)均壓方法，設計出合理使用的電路結構。通過仿真分析，驗證了均壓電路的效果。 電容器無涌流投入技術也是TSC主要研究點，由于在高壓系統(tǒng)中器件兩端承受的電壓較高，低壓TSC系統(tǒng)中常用的過零固態(tài)繼電器或集成過零觸發(fā)芯片滿足不了耐壓的需要，本文設計了專門的過零檢測及觸發(fā)電路，在器件兩端電壓過零時觸發(fā)，避免了由于電容器殘壓過高而造成的巨大沖擊電流，從而在硬件電路上實現(xiàn)電容器組的無過渡過程投切，電路簡單可靠。同時，在控制策略上將幾種投切判據進行了比較，采用了電壓無功復合投切判據，以無功功率作為主判據，電壓作為輔助判據，有效地克服了僅以功率因數作為投切判據的控制方式中的輕載時容易產生投切振蕩而重載時容易出現(xiàn)補償不充分的缺點。
上傳時間： 2013-05-24
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無功補償對于現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運行與穩(wěn)定性來說是必不可少的。靜止無功發(fā)生器(SVG)經過了三十多年的發(fā)展,已經在無功補償技術上得到廣泛的應用。它具備優(yōu)越的動態(tài)性能,可以大大提高電力系統(tǒng)的電壓調整能力和系統(tǒng)穩(wěn)定性,進而提高電力系統(tǒng)的輸電能力。在我國,充分發(fā)揮SVG的作用,顯得尤為迫切。 本文論述了SVG的發(fā)展概況,研究了SVG的工作原理,對大容量的主電路結構進行了比較分析,并在此基礎上建立了SVG的穩(wěn)態(tài)數學模型和標幺值數學模型。然后,闡述了瞬時無功功率理論,給出了無功電流檢測的具體算法,并利用MATLAB仿真軟件對該算法進行了仿真實現(xiàn)。接下來研究比較了SVG的兩種傳統(tǒng)控制策略,介紹了幾種PWM觸發(fā)技術,其中著重研究了空間矢量PWM(SVPWM)的算法。利用MATLAB仿真軟件對基于傳統(tǒng)電流間接閉環(huán)控制算法的SVG進行了系統(tǒng)級仿真實現(xiàn),在與電流直接控制的SVG仿真結果做對比后,指出各自的補償特點。文章重點在結合以上算法各自的優(yōu)缺點、電網本身的大擾動和電力系統(tǒng)對SVG控制性能的嚴格要求后,給出了一種新型電壓電流雙閉環(huán)的控制方法。其中電流內環(huán)采用瞬時無功電流的PI反饋控制,PI值根據系統(tǒng)數學模型中iq△δ的比例關系,采用了齊格勒-尼柯爾斯法則進行整定；而電壓外環(huán)則采用系統(tǒng)動態(tài)電壓的智能遺傳PI反饋控制,利用智能遺傳算法對PI值進行整定。用MATLAB/SIMULINK分別對兩個環(huán)節(jié)的控制算法進行了仿真,并針對外環(huán)控制器的遺傳PI算法,與PI算法的仿真結果做了對比,證明了遺傳PI的優(yōu)越性,為基于雙閉環(huán)控制的SVG系統(tǒng)級仿真打下了基礎。最后,文章利用MATLAB/SIMULINK/PSB對新型電壓電流雙閉環(huán)系統(tǒng)的SVG進行了仿真實現(xiàn),并對在電網不同情況下的補償效果與傳統(tǒng)電流間接控制的SVG進行了分析與比較。仿真結果表明該控制方式具有更好的動態(tài)性能。
標簽： 無功發(fā)生器 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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在電力系統(tǒng)中，無功功率是影響電網穩(wěn)定的一個重要因素，它關系到整個電力系統(tǒng)能否安全穩(wěn)定的運行，無功補償是保證電力系統(tǒng)高效可靠運行的有效措施之一。基于國內電力市場的需求現(xiàn)狀，考慮到無功補償的實現(xiàn)條件和經濟適應性，研制出了一種基于DSP TMS320LF2407A控制的TSC型低壓動態(tài)無功補償裝置。該裝置以實時的電網監(jiān)測數據為依據，以低壓網的最佳無功補償為對象。 本文主要研究了TSC無功補償的基本原理，無功補償的控制方式和原理，以及控制器的軟、硬件的設計。在硬件設計方面，由DSP TMS320LF2407A作為主控制器，能夠實現(xiàn)自動采樣計算、無功自動調節(jié)、故障保護、數據存儲等功能，具有比傳統(tǒng)的單片機控制運算速度高，實時性好的特點。采用晶閘管控制投切電容器，完全實現(xiàn)了電容器的快速，無弧，無沖擊投切，具有優(yōu)良的性能。在軟件上，采用C語言和匯編語言混合編程，遵循模塊化設計原則，提高了系統(tǒng)的通用性和維護的簡易程度。在投切原則上，與常見的功率因數控制方案相比較，采用電壓無功復合控制，避免了輕載投切振蕩，使無功調節(jié)更為合理。為了實現(xiàn)裝置應具有的功能，本文設計并制作了較為完整的控制電路及其外圍設備的硬件電路。它們包括觸發(fā)電路、采樣電路及通訊電路等。文中設計編寫了整個控制系統(tǒng)的控制程序，給出了控制軟件的結構框圖。在本文中，還設計了電容器保護電路，以及裝置在電網諧波含量超標時采取的保護措施。實驗結果表明，本裝置軟硬件設計合理，控制方法可行，系統(tǒng)運行可靠，達到了預期的目的。
上傳時間： 2013-04-24
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大功率電力電子裝置的廣泛應用使電力系統(tǒng)無功功率補償和諧波污染問題日趨嚴重，動態(tài)無功功率補償和諧波抑制成為現(xiàn)代電力傳動領域研究的熱點。傳統(tǒng)補償技術由于主控制器運算能力的限制，難以對實時信號進行有效分析，影響了補償效果。而DSP計算速度快，能夠實現(xiàn)復雜的數字信號處理或數字實時控制。本文針對礦井直流提升機的無功補償問題，設計了一種基于DSP的TCR型動態(tài)無功補償器，以穩(wěn)定電網電壓、減小電壓波動，提高功率因數。 本文綜述了無功補償技術的國內外研究概況、水平和發(fā)展趨勢，基于 MATLAB 對電力電子裝置諧波源進行了諧波分析與仿真，分析和介紹了 TCR 的無功補償原理及瞬時無功理論，確定了無功補償系統(tǒng)主電路及其控制系統(tǒng)，提出了系統(tǒng)的總體方案。 本設計選用 TMS320F2812 DSP 芯片作為主處理器，設計了信號輸入、濾波放大和信號調理等 DSP 外圍硬件電路；軟件方面采用模塊化設計，編寫了軟件流程圖，給出了部分程序代碼。 本文基于MATLAB軟件對無功補償控制系統(tǒng)的補償效果進行了模擬仿真。仿真結果表明：系統(tǒng)線電壓、負載無功功率和TCR無功功率等在兩個周期內達到穩(wěn)定，系統(tǒng)線電壓波動小于3％，系統(tǒng)線電壓和系統(tǒng)線電流中僅含有較少量的5次、7次和 11 次諧波，總諧波畸變率滿足《公用電網諧波》標準的要求，為在煤礦中的實際應用提供了理論基礎。
上傳時間： 2013-07-24
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變電站電壓無功綜合控制是通過自動調節(jié)有載變壓器的分接頭和投切并聯(lián)補償電容器組來實現(xiàn)的，它是確保電壓質量和無功平衡、提高供電網可靠性和經濟性的重要措施。采用九區(qū)圖控制策略的電壓無功綜合控制，實際運行時存在著頻繁調節(jié)變壓器分接頭和投切電容器組的缺陷，甚至可能會出現(xiàn)震蕩現(xiàn)象。 本文針對上述不足，根據有功功率和無功功率的負荷預測曲線，以降損收益最大為適配值函數，以電壓約束、電氣極限約束和控制約束為約束條件，提出了一種改進的禁忌搜索算法。引入最低收益閾值來限制調節(jié)次數的增加，在此基礎上建議了一種確定最佳調整次數的方法。還建議了一種有約束線性最小二乘算法，基于變電站內的量測數據以及變壓器的參數來估計系統(tǒng)電壓和系統(tǒng)阻抗參數。算例結果表明建議的方法是可行的，并且具有可以有效地減少調節(jié)次數的特點。基于ARM的LPC2292微控制器和嵌入式實時操作系統(tǒng)(μC/OS-II)，采用ADS1.2開發(fā)工具進行編程，實現(xiàn)了變電站內電壓無功綜合控制功能。軟件模塊開發(fā)主要包括：嵌入式實時操作系統(tǒng)(μC/OS-II)和圖形用戶界面GUI移植，數據讀取任務，數據處理任務，電壓無功控制任務，基于GPRS/CDMA的通訊任務、鍵盤掃描和液晶顯示任務等。采用信號發(fā)生器產生電能信號，采用繼電器的動作模擬變壓器分接頭檔位的調節(jié)和電容器組的投切，構建了一個變電站內的電壓無功控制模擬測試臺，對提出的設計方案進行了全面的功能測試，測試結果表明提出的設計方案是可行的。
上傳時間： 2013-04-24
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提出了一種固定開關頻率的三電平PWM整流器的直接功率控制方法。該方法基于空間電壓矢量調制，實現(xiàn)了動態(tài)過程中有功功率和無功功率的解耦控制。
上傳時間： 2013-11-07
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