基于 DSP 的 FACTS 控制器

基于 DSP 的 FACTS 控制器

一、基于DSP的FACTS控制器(论文文献综述)

路国庆[1](2020)在《正交型直接潮流控制器》文中提出为了提高电网的稳定性及其对电能的传输能力,本文提出了一种新颖的柔性交流输电系统装置(Flexible AC transmission system,FACTS)——直接潮流控制器(Direct power flow controller,DPFC)。该潮流控制器应用于电网时,可以分别对电网电压的幅值和相位进行调节,从而控制电网的有功功率和无功功率,提高电网的稳定性及其对电能的传输能力。DPFC是单级功率变换仅含有简单的Buck型交流变换器,其电路结构中不含有直流储能元件,从而避免了设备中因含有直流储能元件而带来的故障率。DPFC的形式多样具有多种拓扑结构,本文详细的研究了正交型直接潮流控制器的拓扑结构、工作原理和控制策略。针对正交型直接潮流控制器的拓扑结构和工作原理,研制出了该潮流控制器的原理样机且对该样机进行了实验验证。展示了该潮流控制器输出补偿电压在不同调节区域时对电网电压相位和幅值的调节波形,通过对实验波形的实际测量,其测量值与理论计算值之间十分吻合,从而证明了本文对正交型直接潮流控制器研究的正确性。此外,考虑到降低正交型直接潮流控制器主电路中各元件的电压应力,使其可以应用于更高电压等级的电网,本文还提出将多电平变换技术应用于正交型直接潮流控制器中。给出了主电路为三电平电路结构的正交型直接潮流控制器的拓扑结构、工作原理和控制策略,并对其进行了仿真分析,仿真结果验证了本文对三电平正交型直接潮流控制器理论研究的正确性。

朱向群[2](2020)在《三相电压合成型360°直接潮流控制器》文中认为为了增强电网的潮流控制能力,提高电网输电效率,以及解决现有主流柔性交流输电系统存在大容量直流储能元件而导致的系统设备故障问题,本文提出了不含直流储能元件的三相电压合成型360°直接潮流控制器,该控制器通过对电网提供360°范围内可调的补偿电压分别进行电网有功潮流和无功潮流的独立控制。首先在直接潮流控制器(Direct power flow controller,DPFC)概念基础之上,依据电压矢量合成原理,推导构建了三相电压合成型360°直接潮流控制器的电路拓扑结构。对于补偿电压的调制单元采用结构简单、能量传递效率较高的Buck型交流变换器。然后推导了平衡电网条件下电路的输入输出关系,并对补偿电压的调节区域做了详细的分析。同时进一步分析了调制电网电压在补偿电压360°调节区域内的调节特性。不平衡电网条件下,理论地分析了三相电压合成型360°直接潮流控制器具备调节不平衡电网的能力。最后研制了一台三相电压合成型360°直接潮流控制器原理样机,介绍了整个系统的硬件设计思路以及相关的软件设计。通过DSP控制器搭建的实验平台测试给出平衡电网条件下的实验波形,并利用Saber软件给出了不平衡电网条件下的仿真实验波形。样机实验结果和仿真分析证实了三相电压合成型360°直接潮流控制器的可行性及其理论分析的正确性。

袁琴[3](2020)在《两相电压合成型直接潮流控制器》文中提出为了提高电网的电力传输能力、电力系统的稳定性以及电力流量控制的有效性,本文基于电压矢量合成技术,提出了两相电压合成型直接潮流控制器(Direct Power Flow Controller With Two-phase Voltage Synthesis,DPFC-2PS)。DPFC-2PS 只含有简单的Buck交流单元电路,只有一级功率变换,可同时控制电网传送端的电压相位和幅值,从而实现线路有功、无功功率灵活控制。论文提出了两相电压合成型直接潮流控制器DPFC-2PS拓扑结构,并详细说明了该电路的工作方式,分析了 DPFC-2PS补偿线电压相位和幅值的基本调节区域。当加入选择开关后,DPFC-2PS补偿线电压调节区域增大,它能够实现360°全范围调节。同时在原电网线电压不平衡的情况下,经过一系列公式的推导可知,每一相串入补偿相电压后DPFC-2PS仍然能够得到平衡的新电网线电压。利用Saber仿真软件对两相电压合成型直接潮流控制器DPFC-2PS电路进行了仿真验证,设计了主电路和PWM控制电路仿真模型。仿真结果表明不管在三相平衡电网电压还是在三相不平衡电网电压情况下,在可调节区域内串入不同相位和幅值的补偿相电压后,DPFC-2PS均能够得到平衡的相位和幅值可控的新电网电压。以理论分析为基础,利用TMS320F2812 DSP芯片作为两相电压合成型直接潮流控制器DPFC-2PS的控制核心,主电路、驱动信号合成电路、驱动电路、幅值采样电路以及上升沿捕获电路共同构成了系统的核心单元。本文给出了整个系统中相关硬件电路的原理图并详细介绍了其设计思路与工作原理,同时以C语言作为编程语言、以CCS作为开发环境,给出了相关程序的设计流程图。论文以两相电压合成型直接潮流控制器DPFC-2PS主电路和PWM控制电路仿真模型为参照,研制了一台原理样机。利用原理样机进行了相关实验,给出了 DPFC-2PS的实验结果,验证了 DPFC-2PS理论分析的正确性和控制策略的可行性。

马标[4](2020)在《四象限级联型多电平变频技术研究》文中研究指明构建高效、清洁、低碳、安全的绿色制造体系是目前工业技术改造升级的明确方向。四象限级联型多电平变换器具有绿色节能、高效可控以及对电网友好等先进特性,其产品在工业应用中得到迅速推广。目前,四象限级联型多电平变频器的拓扑结构呈现多元化的发展趋势。本文研究一种基于五电平H-NPC结构的级联多电平变频器,该拓扑减少了网侧移相变压器的副边绕组数量,简化了变压器的设计与制造,在同样电压等级下,该拓扑的级联单元数量为三电平H桥级联变频器的一半,进而提高了变频器的功率密度。首先,本文对基于五电平H-NPC结构的级联多电平变频器拓扑结构进行介绍,分析其应用优势与工作原理。对其单相五电平整流器的网侧电感与直流侧电容进行参数设计,并分析选取不同参数对系统响应的快速性与稳定性带来的影响。对变频器采用的载波层叠调制方法进行原理说明,并推导移相角度与输出电压谐波的关系。其次,研究变频器网侧与电机侧的控制方法。通过建立整流器的数学模型,完成整流器双闭环控制系统的设计。基于双闭环的控制系统结构,分析瞬态直接电流控制策略与基于d-q坐标系的有功无功电流控制的原理与特点。建立电机的数学模型,采取坐标变换的方法将其三相静止坐标系变为两相旋转坐标系,基于两相旋转坐标完成对异步电机控制方法的设计。在MATLAB/Simulink软件环境下验证瞬态直接电流控制策略与基于d-q坐标系的有功无功电流控制策略对单相五电平整流器控制的有效性。再次,分析四象限级联H-NPC变频器的能量传输。瞬时输入输出功率不相等,导致直流侧电压二倍频波动。针对此问题,分析二倍频波动对电解电容带来的危害,对其造成的网侧谐波进行理论推导,采用一种部分功率前馈的补偿方法,实现对直流侧电压波动的抑制。运用MATLAB/Simulink软件搭建基于四象限级联H-NPC变频器的传动系统仿真模型,验证基于部分功率前馈补偿的直流侧电压波动抑制方法的有效性。最后,搭建了基于DSP+FPGA为控制核心的单相的四象限级联H-NPC变换器实验平台。对本文所采用的变频器设计方法与直流侧二倍频波动抑制策略进行了实验验证,实验结果证实了变频器设计方法与直流侧电压波动抑制策略的正确性与有效性。

燕晨阳[5](2020)在《电网频率波动下静止同步补偿器控制策略的研究》文中提出在科学发展和工业化推进的同时,电网中的无功源和谐波源导致电网的电能质量问题日益严峻。静止同步补偿器(STATic synchronous COMpensator,STATCOM)作为一种可以动态补偿电网无功与谐波的装置,得到了广泛的应用。随着新能源设备大范围接入电网,其输出功率的随机性和间歇性会导致电网频率发生波动,使得STATCOM的补偿精度降低。本文以三相两电平电压型STATCOM为研究对象,以电网频率波动为研究背景,针对传统重复控制对电网频率波动适应性差的问题,设计了一种改进的复合控制策略,并进行了理论分析和仿真实验验证。本文工作主要分为以下几点:(1)三相电压型STATCOM基础理论和控制结构分析。介绍了三相STATCOM的工作原理,分别推导了系统在三相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型。简述了基于Park变换的d-q指令补偿电流检测方法和基于双二阶广义积分器的软件锁相环原理。分析了两相旋转坐标系下电流解耦控制方法,并在此基础上设计电压电流双闭环控制策略。(2)传统复合控制策略的分析。首先采用典型Ⅱ型系统校正的方法设计了直流电压外环控制器,并采用“振荡指标法”整定了电压环控制器参数;采用重复控制设计了电流内环控制器,针对传统重复控制响应速度慢的问题,采用复合比例控制的方法,提升电流环控制器响应速度。(3)抗电网频率波动复合控制策略的设计。针对传统重复控制对电网频率波动适应性差的问题,采用一种基于拉格朗日插值多项式实现的FIR数字滤波器逼近分数阶相位滞后环节,结合锁相环得到的实时电网频率,得到一种自适应分数阶重复控制内模,以提高控制器的抗电网频率波动能力:针对传统重复控制计算量大的问题,将多速率重复控制思想引入,进而提升复合控制器的稳定裕度并降低算法对数字系统资源的占用。分析了改进复合控制策略的特性,并给出稳定性判断条件和控制器参数设计方法。(4)仿真验证设计方案的可行性。首先结合理论对复合控制策略的参数特性进行仿真分析,然后在不同电网频率下对比传统复合控制策略和改进的复合控制策略性能。(5)搭建了以DSP TMS320F28335为控制核心的样机实验平台,并进行了物理实验。在硬件方面,介绍所采用的采样电路、驱动电路的设计;在软件方面,采用MATLAB基于模型设计的代码生成方法,结合三段式有限状态机思想,自顶向下设计了核心控制部分代码,并介绍了工程代码的程序流程图。实验结果表明,本文所采用基于自适应分数阶重复控制的复合控制策略可以提升系统对电网频率波动的适应性,但算法存在计算量大的问题;所采用的基于自适应分数阶多速率重复控制的复合控制策略在具有对电网频率波动适应性的同时,还可以减少算法计算量、提升系统稳定裕度,但算法的补偿精度有所降低。实验证明了所设计方案的有效性和可行性。

沈梦娇[6](2019)在《考虑不平衡工况的级联H桥SVG控制策略的研究》文中研究指明电网中非线性负载不断接入,导致电网电能质量问题愈发突出,而无功补偿技术是改善电能质量,提高系统稳定性的有效途径。静止无功发生器(Static Var Generator,SVG)作为无功补偿有效技术手段,具有动态响应快速,补偿效果显着,输出电流谐波小等优点,已成为国内外研究热点。由于级联H桥SVG具备模块化、易拓展的结构优势,本文以级联H桥SVG为研究对象,对其控制策略特别是电压不平衡工况下的控制策略展开研究。首先,本文介绍了无功补偿的研究背景及其装置的发展应用,详细分析了级联H桥SVG控制策略的研究现状;研究了SVG基本运行机理及其载波移相调制策略,分别建立了级联H桥SVG在电网电压平衡与不平衡两种工况条件下的数学模型,为后续研究SVG电流解耦控制以及参数设计提供理论依据。接着,针对电网电压不平衡,论文研究了以同步旋转坐标系锁相环结构为基础改进的自适应锁相环,给出锁相环参数设计;分析了dq坐标下的电流解耦控制,给出PI型电流控制器的详细设计过程;分析了SVG直流侧电压不均衡的原因与影响,研究了包括全局均压、相间均压和相内均压在内的直流侧分层均压控制方案,并给出三个均压控制器的详细设计过程。针对电网不平衡度较大时传统相间均压控制调节能力不足,论文研究了基于零序电压注入的相间均压控制方法,基于功率流动理论基础讨论了零序均压控制的机理及其控制器设计;在频域下分析零序电压注入对输出电流负序分量的影响,并研究一种电网电压比例前馈方法抑制电流负序分量,同时给出具体控制参数的设计依据。最后,结合MATLAB/Simulink仿真模型以及实验样机,对本文研究的交流侧电流解耦控制、直流侧分层均压控制、零序均压控制和电网电压比例前馈控制策略进行验证,通过仿真和实验验证了本文控制策略的有效性和准确性。

杨泽洲[7](2018)在《级联多电平变流器功率平衡策略研究》文中研究指明H桥级联多电平(CHB)变换器由于拥有高电压等级、高功率等级、高波形质量、高度模块化等显着优点,在中高压电机变频驱动、柔性交流输电装备(flexible AC transmission system FACTS)、光伏并网、和储能等领域获得广泛应用。过去30年,CHB相关研究主要集中于各种应用中的功能实现、主要关注基波频段的内外特性,但是随着应用要求的提高和应用场景的复杂化,出现了一些新的技术问题,例如:二倍频功率波动、非理想电网下的直流电压发散等。这些问题本质上都是CHB内部的功率平衡和能量交换的问题,其表现出传统思路下只关注平均功率的功率平衡控制已不能完全满足工程需求。解决这些问题,要求CHB功率平衡的分析和控制深入到更小的时间尺度,甚至跨时间尺度。因此本文以此为核心,针对二倍频和开关频两个频段的功率流展开研究,并进一步发掘CHB变流器中可作用于这些功率流的冗余自由度,开发出新的控制策略。本文的主要研究内容及取得的研究成果如下:(1)在低频段,研究了 CHB变换器的直流侧二倍频纹波电压问题,发掘了四象限CHB变频器PWM整流器中的冗余自由度,提出了基于低频电流注入法的功率解耦控制策略,在不增加额外硬件的基础上将直流侧电容减小10倍。给出了该方法的开环实现方案和闭环实现方案,并通过仿真和实验进行了验证。(2)继续将功率平衡的时间尺度缩小到开关谐波频段,揭示了 CHB中存在的谐波功率不均现象。研究表明该现象是CHB输出高次谐波电流与单个H桥的低次开关谐波耦合导致的谐波功率在各个单元中不均衡分布的结果。并且发现载波频率这一冗余自由度可直接作用于谐波功率流,进一步提出了载波频率优化方法及其离散化简易实现方案,从而在源头上抑制了谐波功率不均问题。(3)跨越高低频段,揭示和分析了均压控制环与谐波功率不均之间交互作用的机理,阐述了均压控制与谐波功率不均之间的博弈关系,并定性得出开关频率、滤波电感、直流电压、输出基波电流对变流器耐受荷载不均能力的影响。通过大量仿真,大致得出荷载不均情况下变流器运行区间,从而验证了理论分析。(4)提出了低成本硬件均压方案,以针对性解决零电流模式下均压控制稳定运行区间基本丧失的问题。所提方法通过在单元自取电的控制板上设置数瓦功率的开关电阻电路,实现了这种工况下的单元功率调节,以极低的成本和体积解决了零电流模式下均压的需求。

刘建勤[8](2017)在《三电平静止同步串联补偿器的建模与研究》文中指出随着经济的发展与科技的进步,我国对电能的需求在不断提高,传统的电力系统已经难以适应这种发展的要求。因此,近年来柔性交流输电(FACTS)技术受到了越来越多的关注。静止同步串联补偿器(SSSC)是一种新型的FACTS装置,它可以实现对线路等效阻抗的调节,进而调节系统潮流,增加线路的输送能力,具有良好的发展前景。本文对目前SSSC装置的研究现状以及工程应用情况进行了说明,利用简单两机系统对SSSC的工作原理及功能进行了分析,并对几种常见的SSSC拓扑结构的优缺点进行比较分析,选定三电平结构作为SSSC装置的主电路结构,并对三电平结构的工作原理进行了分析。本文采用了两种方法建立SSSC的数学模型:(1)利用输出建模法将SSSC等效为一个串联在线路中的同步电压源,利用交流侧与直流侧的输出量建立数学模型,分析了影响SSSC输出量的因素;(2)利用拓扑建模法,结合SSSC主电路的拓扑结构以及逆变器的开关状态与输出量的关系建立了模型。根据SSSC的数学模型制定了控制策略,同时给出了三电平SVPWWM调制方法,并对中点电位平衡问题进行了分析。在对SSSC数学模型与控制策略研究的基础上,本文借助MATLAB仿真软件搭建了三电平SSSC模型,对三电平SVPWM控制算法以及SSSC的功能进行了仿真研究,并对设备投切前后的潮流分布进行了分析,验证了模型的正确性和合理性。最后,在实验室现有条件的基础上,对小型的实验系统进行了软硬件设计,并以TMS320F2812作为控制器,对系统的部分模块进行了实验验证。

郝正强[9](2016)在《静止无功发生器的模型预测控制研究与系统设计》文中研究指明随着社会的发展,电网中设备装机容量越来越大,非线性负荷和无功负荷越来越多。它们会产生大量的无功电流和谐波电流,对电网造成诸多危害,影响电力系统的安全稳定运行,降低电网的供电质量。在电网的关键节点安装静止无功发生器不仅可以提高电力系统功率因数、降低电网损耗,还可以提高电力系统的稳定性、抑制系统谐波电流。近年来,模型预测控制因其简单的实现流程、优越的控制性能以及良好的鲁棒性,在电力电子控制中得到广泛的认可,在逆变器、有源滤波、PWM整流和电机驱动等领域均得到了较好的推广,但在静止无功发生器领域却鲜有研究。本文研究了静止无功发生器的模型预测控制器设计与改进,对控制算法进行了详尽的仿真分析,设计了用以验证控制算法性能的实验样机软硬件平台。主要工作概括如下:首先,介绍了无功补偿装置的研究背景、意义及其发展历程和研究现状,分析了静止无功发生器的拓扑结构、工作原理和无功检测方法,对其分别在静止坐标系和旋转坐标系下建立了数学模型。其次,研究了基于有限状态元的模型预测控制在静止无功发生器中的实现;针对参数不确定和干扰引起的模型失配问题采用预测误差进行反馈校正,针对计算耗时造成的控制延时问题采用多步预测进行补偿,改进性能指标评价函数实现多目标优化控制。接着,利用MATLAB中的SimPowerSystems组件对模型预测控制算法以及改进策略的控制性能进行全方位仿真,仿真结果表明采用模型预测控制算法及改进策略的静止无功发生器性能较好。然后,以TMS320F2812为主控芯片,分主电路、采集电路、驱动电路、保护电路和辅助电路等五个部分对实验样机硬件系统进行了详细设计,给出了装置技术参数的计算过程、元件主要参数和具体的电路原理图。最后,分DSP程序、上位机、控制板程序三个部分对实验样机软件系统进行了系统设计,介绍了软件系统结构,给出了主要模块的模块功能、设计思路、实现流程和主要参数。

骆滔滔[10](2015)在《注入电流抑制配电网不平衡过电压的双闭环控制方法及其实现》文中指出近年来配电网发展迅速,其结构和运行情况复杂多变,在中性点非有效接地的配电网中,三相参数不对称会引起配电网不平横过电压,严重的情况将导致中性点位移过电压,从而影响配电网的正常运行,因此抑制配电网不平衡过电压对于电网的稳定运行有重大意义。然而传统投切电容电抗补偿三相不平衡过电压方法补偿精度和速度有限,难以彻底迅速地实现三相不平衡过电压抑制,因此论文提出配电网三相不平衡过电压抑制新方法。论文首先分析了基于注入电流的三相不平衡过电压抑制方法,通过PWM有源逆变器向中性点注入一相位和幅值可控的零序电流迅速准确地补偿三相不平衡电流,控制零序电压,抑制中性点位移电压到零,从而抑制配电网不平衡过电压;其次,论文采用了双闭环控制策略,外环采用PI控制中性点电压,内环采用PI控制中性点电流,通过根轨迹法整定内外环的系统参数并用波特图与劳斯判据分析了系统的稳定性。确定系统参数后,搭建了三相不平衡过电压抑制系统仿真模型,分别对单相对地参数不平衡,三相对地参数不平衡及单相断线多种情况进行仿真对比分析。然后,论文阐述了三相不平衡过电压抑制方法的实现过程,硬件方面,论文介绍了基于DSP控制的配电网三相不平衡过电压抑制装置实验样机,对主要电力电子电路和控制进行了分析,软件方面,通过MATLB和CCS编译了装置的控制程序。最后,搭建了硬件试验平台,分别以开环控制方法、电流单闭环控制方法和双闭环控制方法对装置进行了硬件与软件的调试。仿真与试验结果验证了注入电流抑制配电网不平衡过电压的双闭环控制方法的正确性,该方法无需测量配电网对地参数,响应速度快,跟踪效果好;试验样机硬件电路和软件程序设计合理,性能可靠,能够有效地抑制了三相不平衡过电压,提高了电网的安全稳定性。

二、基于DSP的FACTS控制器(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、基于DSP的FACTS控制器(论文提纲范文)

(1)正交型直接潮流控制器(论文提纲范文)

摘要
Abstract
符号列表
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 柔性交流输电技术
        1.2.1 串联型FACTS控制器
        1.2.2 并联型FACTS控制器
        1.2.3 组合型FACTS控制器
    1.3 直接潮流控制器的提出
    1.4 正交型直接潮流控制器的研究基础
        1.4.1 相位和幅值可控交流-交流变换器
        1.4.2 三相相位和幅值可控交流-交流变换器
        1.4.3 单级相位和幅值可控交流-交流变换器
    1.5 本文的研究内容
第二章 拓扑结构与工作原理
    2.1 基本拓扑结构
    2.2 工作原理
    2.3 补偿电压的基本调节区域
        2.3.1 相位调节区域
        2.3.2 幅值调节区域
    2.4 补偿电压的相位在360°范围内变化的实现
    2.5 本章小结
第三章 控制策略与原理样机设计
    3.1 控制策略
    3.2 主电路的参数设计
    3.3 控制电路参数设计
        3.3.1 输入电压正负极性信号产生电路
        3.3.2 占空比信号隔离放大电路
        3.3.3 开关管驱动信号产生电路
        3.3.4 电压上升沿捕获电路
        3.3.5 补偿电压幅值采样电路
    3.4 原理样机的软件设计
        3.4.1 三相Buck交流变换单元占空比信号的产生
        3.4.2 输入输出电压相位差的计算
        3.4.3 补偿电压幅值的测量
    3.5 本章小结
第四章 实验结果与分析
    4.1 原理样机与实验平台
    4.2 正交型直接潮流控制器对电网电压调节的实验波形
    4.3 本章小结
第五章 三电平正交型直接潮流控制器
    5.1 多电平技术的实现方法
    5.2 自跟随飞跨电容三电平Buck型交流变换器
        5.2.1 拓扑结构
        5.2.2 工作原理
    5.3 三电平正交型直接潮流控制器
        5.3.1 拓扑结构
        5.3.2 工作原理和控制策略
    5.4 三电平正交型直接潮流控制器的仿真验证
    5.5 本章小结
第六章 工作总结与展望
    6.1 本文的主要工作
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间本人出版或公开发表的论着、论文
附录 正交型直接潮流控制器的控制程序
致谢

(2)三相电压合成型360°直接潮流控制器(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
符号列表
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 FACTS技术的发展现状
        1.2.1 串联型FACTS控制器
        1.2.2 并联型FACTS控制器
        1.2.3 组合型FACTS控制器
    1.3 直接潮流控制器
        1.3.1 实验室前期相关研究工作
        1.3.2 直接潮流控制器概念的提出
    1.4 本文的研究内容
第二章 电路拓扑推导与构建
    2.1 补偿电压矢量合成调制
        2.1.1 补偿电压调制需求分析
        2.1.2 补偿电压合成子电压调制方式
    2.2 Buck型交流变换器
        2.2.1 工作模态
        2.2.2 输入输出关系
        2.2.3 控制策略
    2.3 三相电压合成型360°直接潮流控制器电路拓扑构建
    2.4 本章小结
第三章 电路工作原理与控制策略
    3.1 平衡电网下输入输出关系推导
    3.2 控制策略
        3.2.1 控制策略研究
        3.2.2 控制策略优化
    3.3 360°调节范围补偿电压
        3.3.1 补偿电压调节区域特性
        3.3.2 调制电网电压调节特性
    3.4 不平衡电网调节
        3.4.1 补偿电压分析
        3.4.2 占空比参数调节
    3.5 本章小结
第四章 原理样机设计
    4.1 原理样机设计指标
    4.2 主电路硬件设计
        4.2.1 输入变压器设计
        4.2.2 输出变压器设计
        4.2.3 开关管相关参数设计
        4.2.4 LC输出滤波器设计
        4.2.5 LC输入滤波器设计
    4.3 控制电路硬件设计
        4.3.1 正负极性信号产生电路
        4.3.2 PWM信号隔离放大电路
        4.3.3 开关管控制信号逻辑调制电路
        4.3.4 电压边沿检测捕获电路
    4.4 软件设计和控制信号生成
        4.4.1 TMS320F2812主控芯片
        4.4.2 TMS320F2812主程序设计
        4.4.3 TMS320F2812产生带有死区时间控制的PWM信号
        4.4.4 TMS320F2812中断及占空比参数调节
    4.5 本章小结
第五章 原理样机实验结果与仿真分析
    5.1 原理样机和实验平台
    5.2 不平衡电网仿真分析
    5.3 平衡电网条件下原理样机实验结果
        5.3.1 补偿相电压测量分析
        5.3.2 开关管信号波形展示
        5.3.3 调制电网调节特性实验结果
    5.4 本章小结
第六章 工作总结与展望
    6.1 本文的主要工作
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间本人出版或公开发表的论着、论文
附录A 公式推导
附录B 占空比调节流程图
附录C 仿真电路图
致谢

(3)两相电压合成型直接潮流控制器(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
符号说明
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 潮流控制器研究现状
        1.2.1 静止同步补偿器STATCOM
        1.2.2 同步静态串联补偿器SSSC
        1.2.3 组合型补偿器
    1.3 直接潮流控制器的提出
    1.4 本文研究内容
第二章 DPFC-2PS电路拓扑构建与工作原理
    2.1 两相电压合成型直接潮流控制器
        2.1.1 电路拓扑结构
        2.1.2 原理分析
        2.1.3 控制参数关系
    2.2 DPFC-2PS调节区域
        2.2.1 基本调节区域
        2.2.2 360°调节区域
        2.2.3 调节后新电网电压的极值
    2.3 电网电压不平衡条件下DPFC-2PS的调节
    2.4 本章小结
第三章 DPFC-2PS仿真实验
    3.1 DPFC-2PS的仿真模型
    3.2 DPFC-2PS的仿真波形
        3.2.1 控制电路仿真波形
        3.2.2 主电路仿真波形
    3.3 电网电压不平衡条件下的电路仿真及分析
    3.4 本章小结
第四章 DPFC-2PS原理样机软硬件设计
    4.1 DPFC-2PS样机设计目标
    4.2 DPFC-2PS系统整体方案
    4.3 主电路设计
    4.4 控制电路设计
        4.4.1 驱动信号合成电路
        4.4.2 上升沿捕获电路
        4.4.3 线电压幅值采样电路
        4.4.4 选择开关
    4.5 DPFC-2PS软件设计
        4.5.1 TMS320F2812 DSP芯片介绍
        4.5.2 时钟电路介绍及参数设置
        4.5.3 F2812的中断程序
    4.6 本章小结
第五章 DPFC-2PS实验结果
    5.1 原理样机和实验平台图片
    5.2 控制电路实验波形
    5.3 主电路实验波形
        5.3.1 DPFC-2PS在区域Ⅰ时的实验波形
        5.3.2 DPFC-2PS在区域Ⅱ时的实验波形
        5.3.3 DPFC-2PS在区域Ⅲ时的实验波形
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文主要工作总结
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间本人出版或公开发表的论着、论文
附录1 DPFC-2PS主电路仿真模型
附录2 两相电压合成型直接潮流控制器控制程序
致谢

(4)四象限级联型多电平变频技术研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文主要研究内容
2 四象限级联H-NPC变频器工作原理与数学模型
    2.1 四象限级联H-NPC变频器拓扑结构与工作原理
    2.2 四象限级联H-NPC变频器参数设计
    2.3 级联H-NPC变频器调制策略
    2.4 本章小结
3 四象限级联H-NPC变频器控制技术
    3.1 四象限H-NPC整流器控制策略
    3.2 异步电机控制策略
    3.3 仿真分析
    3.4 本章小结
4 四象限变频器能量传输分析及直流侧电压纹波抑制策略
    4.1 四象限变频器能量传输与网侧电流谐波分析
    4.2 四象限变频器直流侧电压二倍频波动抑制方法
    4.3 仿真分析
    4.4 本章小结
5 实验研究及分析
    5.1 设计指标及总体架构
    5.2 硬件系统设计
    5.3 软件系统设计
    5.4 实验结果分析
    5.5 本章小结
6 结论与展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(5)电网频率波动下静止同步补偿器控制策略的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究的背景与意义
    1.2 STATCOM的国内外发展和控制方法研究现状
        1.2.1 STATCOM的发展
        1.2.2 STATCOM控制策略的研究现状
    1.3 本文主要的研究内容
2 三相STATCOM的理论分析与双闭环控制方案
    2.1 STATCOM的工作原理
    2.2 STATCOM的数学模型
        2.2.1 abc坐标系下数学模型的建立
        2.2.2 dq0坐标系下数学模型的建立
    2.3 指令补偿电流检测方法
    2.4 基于双二阶广义积分器的软件锁相环
    2.5 双闭环控制方案设计
    2.6 本章小结
3 STATCOM的传统控制策略设计
    3.1 电压外环控制器设计
    3.2 电流内环传统控制方案设计
        3.2.1 基于传统重复控制策略的复合控制方案
        3.2.2 基于传统重复控制的复合控制策略存在的算法缺陷
    3.3 本章小结
4 抗电网频率波动复合控制策略设计
    4.1 多速率重复控制器设计
    4.2 电网频率自适应分数阶内模环节设计
    4.3 复合控制器性能分析
        4.3.1 稳定性分析
        4.3.2 抗扰动性能分析
        4.3.3 误差收敛性能分析
        4.3.4 控制器参数耦合特性分析
    4.4 改进的复合控制器参数设计
        4.4.1 内模滤波器Q(z)的设计
        4.4.2 比例环节设计
        4.4.3 补偿滤波器S(z)和相位超前环节z~k的设计
        4.4.4 多速率环节设计与稳定性分析
        4.4.5 改进重复控制增益k_r的设计
    4.5 本章小结
5 系统仿真研究
    5.1 系统仿真模型搭建
    5.2 基于传统重复控制的复合控制策略仿真
        5.2.1 复合控制策略和传统PI控制的补偿性能对比
        5.2.2 不同Q(z)下的补偿性能对比
        5.2.3 不同比例系数下的补偿性能对比
        5.2.4 不同重复控制增益下的补偿性能对比
        5.2.5 不同电网频率下的补偿性能对比
    5.3 基于自适应分数阶多速率重复控制的复合控制策略仿真
        5.3.1 基于自适应分数阶重复控制的复合控制策略仿真结果
        5.3.2 加入多速率环节后的仿真结果
    5.4 直流电压控制仿真
    5.5 本章小结
6 软硬件设计与实验验证
    6.1 硬件实验平台设计
        6.1.1 整体结构
        6.1.2 功率主电路储能元件设计
        6.1.3 采样电路设计
        6.1.4 信号调理电路
        6.1.5 驱动电路设计
    6.2 基于模型的软件程序设计
        6.2.1 基于模型的代码生成技术
        6.2.2 系统整体软件框架设计
        6.2.3 本文代码模型中需强调的难点问题
    6.3 实验及其结果分析
        6.3.1 系统基本模块测试波形
        6.3.2 基于传统重复控制的复合控制策略实验
        6.3.3 基于自适应分数阶多速率重复控制的复合控制策略实验
        6.3.4 直流电压外环控制实验效果
        6.3.5 实验结果总结
    6.4 本章小结
7 总结与展望
    7.1 全文工作总结
    7.2 未来工作展望
致谢
参考文献
附录A: 电网频率波动下实验截图
附录B: 拉格朗日插值多项式系数计算m语言源代码
附录C: 自适应分数阶内模环节m语言源代码
攻读硕士学位期间发表的论文
攻读学位期间参与的科研项目

(6)考虑不平衡工况的级联H桥SVG控制策略的研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
注释表
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 无功补偿装置的发展与应用
    1.3 SVG的研究现状
        1.3.1 SVG主电路拓扑的研究
        1.3.2 SVG控制策略的研究
    1.4 本文研究的主要内容
第二章 级联H桥 SVG的工作原理及数学模型
    2.1 级联H桥 SVG的基本工作原理
        1.2.1 SVG的工作原理
        1.2.2 级联单元H桥工作模式
    2.2 载波移相调制原理分析
        2.2.1 CPS-PWM工作原理
        2.2.2 CPS-PWM在级联H桥 SVG中的应用
        2.2.3 CPS-PWM的仿真验证
    2.3 级联H桥 SVG数学模型的建立
        2.3.1 平衡工况下SVG的数学模型
        2.3.2 不平衡工况下SVG的数学模型
    2.4 本章小结
第三章 级联H桥 SVG控制策略的研究
    3.1 锁相环设计
        3.1.1 同步旋转坐标系锁相环
        3.1.2 改进的自适应锁相环
    3.2 SVG交流侧电流控制
        3.2.1 SVG电流电压双闭环控制
        3.2.2 电流环控制器参数设计
    3.3 SVG直流侧电容均压分层控制
        3.3.1 SVG全局均压控制
        3.3.2 SVG相间均压控制
        3.3.3 SVG相内均压控制
    3.4 仿真验证
        3.4.1 仿真模型以及电路参数
        3.4.2 锁相环仿真验证
        3.4.3 SVG无功补偿仿真验证
        3.4.4 SVG直流侧电容电压均衡控制仿真验证
    3.5 本章小结
第四章 基于零序电压注入的相间均压控制的研究
    4.1 基于零序电压注入的相间均压控制策略
        4.1.1 零序均压机理分析
        4.1.2 零序均压控制器设计
        4.1.3 正负序分离控制
    4.2 电网电压前馈抑制负序电流的机理分析
        4.2.1 零序均压控制对负序电流的影响
        4.2.2 电网电压前馈控制对负序电流的抑制
    4.3 仿真验证
        4.3.1 不带电网电压前馈控制的零序均压控制仿真验证
        4.3.2 带电网电压前馈控制的零序均压控制仿真验证
    4.4 本章小结
第五章 实验样机的设计以及实验验证
    5.1 级联H桥 SVG系统硬件设计
        5.1.1 级联H桥 SVG系统框图
        5.1.2 实验样机参数设计
    5.2 级联H桥 SVG系统软件设计
        5.2.1 主控制板软件设计
        5.2.2 从控制板软件设计
        5.2.3 执行板软件设计
    5.3 实验结果分析
        5.3.1 SVG交流侧控制策略实验验证
        5.3.2 平衡工况下直流侧控制策略实验验证
        5.3.3 不平衡工况下相间均压控制对比实验验证
        5.3.4 带电网电压比例前馈的零序均压控制实验验证
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 下一步工作展望
参考文献
致谢
在学期间发表的论文及参与完成的项目

(7)级联多电平变流器功率平衡策略研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 级联多电平变换器的研究现状
        1.2.1 H桥级联多电平变换器的发展和应用
        1.2.2 级联多电平变流器的基本调制和控制
        1.2.3 现有技术水平存在的不足
    1.3 本文的主要研究内容
2 CHB中的二倍频功率波动及其解耦控制策略研究
    2.1 四象限CHB变频器及其直流侧二倍频功率波动特性
        2.1.1 四象限CHB变频器拓扑和基本控制
        2.1.2 二倍频功率的分布特性
    2.2 现有功率解耦方法概述
    2.3 基于低频电流注入的功率解耦思想
        2.3.1 注入低频电流的选取
        2.3.2 注入低频电流对功率单元的影响
        2.3.3 注入低频电流对多绕组变压器的影响
    2.4 开环控制实现方案
        2.4.1 开环控制方案的设计
        2.4.2 开环控制方案的仿真结果
        2.4.3 开环控制方案的弊端分析
    2.5 闭环控制实现方案
        2.5.1 闭环控制方案的设计
        2.5.2 电压双闭环控制的仿真结果
    2.6 三相不平衡工况下的讨论
    2.7 本章小结
3 谐波功率不均现象和载波频率优化方法研究
    3.1 谐波功率不均现象的发现与分析
        3.1.1 谐波功率不均的工程表现
        3.1.2 谐波功率不均的原理分析
    3.2 载波频率优化方案的提出
        3.2.1 载波频率优化方案的基本思想
        3.2.2 载波轮换与载波频率优化的比较
    3.3 载波频率优化方案的简化实现
        3.3.1 载波频率优化的鲁棒性分析
        3.3.2 简化的载波频率优化方法
    3.4 仿真验证
    3.5 本章小结
4 均压控制环与谐波功率不均的交互作用研究
    4.1 CHB链内均压控制的能力分析
    4.2 均压控制引起的谐波功率不均(HPU)
    4.3 均压控制环和谐波功率不均的交互作用
        4.3.1 交互作用的机理
        4.3.2 系统参数对交互作用的影响
    4.4 跨频率功率交互作用及其影响的仿真验证
    4.5 零电流模式下的均压方案
        4.5.1 零电流模式下的功率不均分析
        4.5.2 零电流模式下的均压困境
        4.5.3 低成本可调负载均压方案
    4.6 本章小结
5 实验研究与所提理论及方法验证
    5.1 CHB变流器的控制系统实现
    5.2 四象限CHB变频器功率解耦控制的实验验证
    5.3 载波频率优化策略的实验验证
        5.3.1 实验室样机实验验证
        5.3.2 工程现场应用
    5.4 零电流模式下硬件均压模块的测试
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 研究展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的科研成果目录
致谢

(8)三电平静止同步串联补偿器的建模与研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 柔性交流输电综述
        1.2.1 FACTS产生背景
        1.2.2 FACTS控制器
    1.3 静止同步串联补偿器的研究现状
        1.3.1 国内外的研究情况
        1.3.2 静止同步串联补偿器的工程应用
    1.4 本论文的主要工作
2 静止同步串联补偿器的工作原理及主电路拓扑
    2.1 静止同步串联补偿器的基本工作原理
    2.2 静止同步串联补偿器的主电路拓扑
    2.3 三电平逆变器的拓扑结构及工作原理
        2.3.1 NPC型三电平逆变器的拓扑结构
        2.3.2 NPC型三电平逆变器的基本工作原理
    2.4 本章小结
3 静止同步串联补偿器的数学模型与控制策略
    3.1 坐标变换
        3.1.1 Clarke变换
        3.1.2 Park变换
    3.2 静止同步串联补偿器的数学模型
        3.2.1 SSSC的等效电路
        3.2.2 SSSC交流侧的数学模型
        3.2.3 SSSC直流侧的数学模型
        3.2.4 SSSC的数学模型分析
    3.3 NPC型三电平逆变器的数学模型
    3.4 SSSC系统控制策略
    3.5 电压空间矢量(SVPWM)控制算法
        3.5.1 扇区的判断
        3.5.2 基本矢量作用时间的计算
        3.5.3 开关作用顺序的确定
    3.6 中点电压平衡问题
        3.6.1 中点电压波动的原因
        3.6.2 抑制中点电位不平衡的方法
    3.7 本章小结
4 三电平静止同步串联补偿器(SSSC)的仿真研究
    4.1 SSSC系统的MATLAB仿真
    4.2 相关模块仿真模型
        4.2.1 控制器模块
        4.2.2 SVPWM模块
    4.3 仿真结果及分析
    4.4 本章小结
5 系统的硬件与软件设计
    5.1 系统的整体设计
    5.2 硬件电路设计
        5.2.1 整流电路设计
        5.2.2 NPC型三电平逆变器设计
        5.2.3 驱动电路设计
        5.2.4 电压采样电路设计
        5.2.5 电流采样电路设计
        5.2.6 控制电路设计
        5.2.7 电源电路设计
    5.3 软件设计
        5.3.1 数据格式
        5.3.2 主程序设计
        5.3.3 SVPWM程序设计
        5.3.4 电压电流采样程序设计
    5.4 系统调试与实验
        5.4.1 电压采样电路
        5.4.2 交流电流采样电路
        5.4.3 驱动电路
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 全文总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献

(9)静止无功发生器的模型预测控制研究与系统设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 无功补偿装置的研究背景及意义
    1.2 无功补偿装置的发展历程及研究现状
    1.3 静止无功发生器的拓扑结构与工作原理
    1.4 静止无功发生器的数学模型
    1.5 无功检测方法
    1.6 本文的主要工作
第2章 静止无功发生器的模型预测控制
    2.1 引言
    2.2 静止无功发生器模型预测控制算法的实现
    2.3 模型预测控制算法的改进
    2.4 本章小结
第3章 静止无功发生器的系统仿真
    3.1 系统仿真模型的建立
    3.2 模型预测控制算法的性能仿真
    3.3 改进的模型预测控制算法的性能仿真
    3.4 本章小结
第4章 静止无功发生器的硬件设计
    4.1 静止无功发生器的硬件系统结构
    4.2 主电路的设计
    4.3 采集电路的设计
    4.4 驱动电路的设计
    4.5 保护及辅助电路的设计
    4.6 本章小结
第5章 静止无功发生器的软件设计
    5.1 静止无功发生器的软件系统结构
    5.2 采样、锁相与无功检测模块的设计
    5.3 主算法的实现
    5.4 上位机的设计
    5.5 软件保护模块的设计
    5.6 通讯模块的设计
    5.7 本章小结
第6章 结论与展望
参考文献
致谢

(10)注入电流抑制配电网不平衡过电压的双闭环控制方法及其实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 选题的背景和意义
    1.2 国内外中性点接地方式的发展及现状
    1.3 配电网三相不平衡过电压的危害
    1.4 配电网三相不平衡过电压抑制现状
    1.5 PWM有源逆变器控制策略
    1.6 本文所做的主要工作
第二章 配电网三相不平衡过电压抑制方法及控制策略
    2.1 配电网三相不平衡过电压抑制方法
    2.2 配电网三相不平衡过电压抑制装置控制策略
        2.2.1 双闭环PWM控制策略
        2.2.2 双闭环控制系统传递函数
        2.2.3 双闭环控制系统参数整定及稳定性分析
    2.3 仿真分析
        2.3.1 单相对地电容不平衡系统仿真
        2.3.2 三相对地电容不平衡系统仿真
        2.3.3 单相断线不平衡系统仿真
        2.3.4 单相对地电容电阻不平衡系统仿真
        2.3.5 三相对地电容电阻不平衡系统仿真
        2.3.6 仿真分析总结
    2.4 本章小结
第三章 配电网三相不平衡过电压抑制装置设计
    3.1 三相不平衡抑制装置硬件设计
        3.1.1 电源模块
        3.1.2 DSP控制模块
        3.1.3 调理电路
        3.1.4 启动电路
        3.1.5 直流侧电容
        3.1.6 电压型有源逆变器
        3.1.7 输出滤波器电路
    3.2 三相不平衡抑制装置软件设计
        3.2.1 软件平台
        3.2.2 软件的总体实现与构成
        3.2.3 A/D采样模块
        3.2.4 注入电流生成
        3.2.5 Idle Task模块
        3.2.6 输出端口软件实现
        3.2.7 中断程序的实现
    3.3 本章小结
第四章 三相不平衡抑制装置试验研究
    4.1 电网模型搭建
    4.2 实验验证
        4.2.1 原理测试实验
        4.2.2 开环控制方法实验
        4.2.3 电流单闭环控制方法试验
        4.2.4 双闭环控制方法试验
    4.3 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读硕士学位期间完成的论文
附录 B 攻读硕士学位期间获得的奖励
附录 C 攻读硕士学位期间所参与的项目
附录 D 软件主要程序

四、基于DSP的FACTS控制器(论文参考文献)

  • [1]正交型直接潮流控制器[D]. 路国庆. 苏州大学, 2020(02)
  • [2]三相电压合成型360°直接潮流控制器[D]. 朱向群. 苏州大学, 2020(02)
  • [3]两相电压合成型直接潮流控制器[D]. 袁琴. 苏州大学, 2020(02)
  • [4]四象限级联型多电平变频技术研究[D]. 马标. 中国矿业大学, 2020(03)
  • [5]电网频率波动下静止同步补偿器控制策略的研究[D]. 燕晨阳. 陕西科技大学, 2020(02)
  • [6]考虑不平衡工况的级联H桥SVG控制策略的研究[D]. 沈梦娇. 南京航空航天大学, 2019(02)
  • [7]级联多电平变流器功率平衡策略研究[D]. 杨泽洲. 武汉大学, 2018(01)
  • [8]三电平静止同步串联补偿器的建模与研究[D]. 刘建勤. 西安科技大学, 2017(01)
  • [9]静止无功发生器的模型预测控制研究与系统设计[D]. 郝正强. 东北大学, 2016(06)
  • [10]注入电流抑制配电网不平衡过电压的双闭环控制方法及其实现[D]. 骆滔滔. 长沙理工大学, 2015(06)

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基于 DSP 的 FACTS 控制器
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