功率因数补偿最优化算法及智能控制器的研究

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电力电子变流设备的大量使用,导致了电网冲击性或不平衡性负荷的加剧,给电力系统造成了电压波动和闪变、三相电压不平衡、功率因数较低等诸多电能质量问题。因此,在负载端进行动态无功补偿对改善电能质量,保证供电电压、电流的稳定有着重要意义。TCR+FC(Thyristor Controlled Reaetor+FC,晶闸管控制电抗器+固定电容)型静止无功补偿装置(SVC,Static Var Compensator)的运用是稳定电力系统、减少电能损耗的重要举措,成为近年来动态无功补偿装置研究的热点。但目前已经投入运行的TCR+FC型SVC广泛存在着平衡化能力较差、响应时间较长、晶闸管触发脉冲抗干扰性弱等问题。本文针对该问题,设计了以DSP(Digital signal prosscessor)和CPLD(ComplexProgrammable Logic Device)为核心控制单元的功率因数补偿智能控制器。  文中首先研究了动态无功补偿的原理,然后对三相TCR+FC型补偿器的系统模型进行了仿真研究,仿真结果验证了基于功率平均值的补偿导纳算法的可行性,采用该补偿算法设计的控制器能够较好的平衡三相不对称负荷、校正系统功率因数。其中软件部分用C语言和VHDL(Very High Speed Hardware Description Language)语言编程实现。  通过部分硬件电路实验和软件程序测试,表明该控制器能够实现补偿导纳和晶闸管触发延迟角快速而准确的计算;以CPLD为核心的晶闸管触发脉冲生成模块保证了其输出的触发脉冲精度高、同步性好、响应速度快。以上优良性能保证了晶闸管阀组可靠而准确的同步触发。
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