快速響應磁控電抗器無功補償系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟水平的飛速發(fā)展和電力需求的快速增長，努力提高供電水平，為用戶提供安全、可靠、優(yōu)質的電力已經(jīng)成為一項非常重要的工作。異步電動機等傳統(tǒng)感性負荷和現(xiàn)代電力電子裝置大量應用，消耗系統(tǒng)無功，降低功率因數(shù)，也帶了電壓劇烈波動和高次諧波污染等問題。傳統(tǒng)無功補償技術已經(jīng)無法滿足要求，新型無功補償技術的研究迫在眉睫。磁控電抗器具有結構可靠、有功損耗低、諧波含量小、容量可以隨著電網(wǎng)傳輸功率平滑調節(jié)等優(yōu)點，在無功補償領域具有廣闊的發(fā)展前景。但是由

2、于磁控電抗器自身結構的特點，其響應時間在200毫秒到300毫秒之間，響應時間過慢會降低電網(wǎng)穩(wěn)定性，增加系統(tǒng)振蕩發(fā)生的概率，因此對現(xiàn)有磁控電抗器進行改造，研究提升響應速度的方法具有非?，F(xiàn)實的意義。
　　本文首先介紹課題背景和研究意義，簡要分析各種無功補償技術的優(yōu)缺點，闡述了無功補償?shù)幕驹砗腿N確定補償容量的方法。接著分析磁控電抗器的本體結構和工作原理，建立了相應的數(shù)學模型和等效電路。在等效電路的基礎上得到了磁控電抗器的伏安特性、

3、控制特性和響應特性表達式。磁控電抗器的響應時間相對于其他無功補償裝置來說比較慢，響應時間太慢會降低電網(wǎng)穩(wěn)定性，增加系統(tǒng)振蕩發(fā)生的概率，為此論文對比了三種提高磁控電抗器響應速度方法的優(yōu)缺點，比較結果表明電容快速放電的方式最為有效。根據(jù)上述結論設計了以升壓斬波電路為核心的快速響應勵磁結構并對其工作原理進行了分析。在此基礎上利用MATLAB/Simulink軟件建立了常規(guī)磁控電抗器和快速響應磁控電抗器的模型并進行了仿真驗證，仿真結果證明了本文

4、采用的快速響應磁控電抗器在原理上是可行的。以上工作為無功補償控制系統(tǒng)的軟硬件研發(fā)和樣機實驗提供了扎實的理論基礎。
　　本文開發(fā)了一套以TMS320F2812為核心的快速響應MCR無功補償控制系統(tǒng)，詳細介紹了其硬件構成、關鍵算法和軟件流程。其中硬件部分包括主控板的設計、顯示板的設計、同步信號電路的設計和采樣調理電路的設計和晶閘管、IGBT驅動電路的設計。關鍵算法包括快速傅里葉算法的原理，有理插值法計算觸發(fā)角和基于快速響應MCR的無功

5、補償開環(huán)控制策略。軟件部分包括主程序流程、同步信號模塊流程、采樣模塊流程和快速響應模塊流程等。
　　觸發(fā)角和基于快速響應MCR的無功補償開環(huán)控制策略。軟件部分包括主程序流程、同步信號模塊流程、采樣模塊流程和快速響應模塊流程等。
　　最后制作了一套380V、25kVA磁控電抗器樣機，設計了快速勵磁電路和快速去磁回路，進行了樣機測試和無功補償模擬實驗。樣機測試中得到了磁控電抗器的伏安特性、控制特性和響應特性，測試結果表明快速響應