基于MCR的無功電壓控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電力需求的增長(zhǎng)和對(duì)電能質(zhì)量要求的提高，動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償設(shè)備成為提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性必不可少的裝置，磁閥式MCR因其應(yīng)用電壓等級(jí)高、成本低、可靠性高等特點(diǎn)在無功電壓控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，不僅能用于補(bǔ)償變電站低壓側(cè)負(fù)荷無功，而且已在超、特高壓電網(wǎng)中取得突破。
　　 磁閥式MCR鐵心的磁閥段工作在飽和狀態(tài)，可以通過調(diào)節(jié)直流偏磁來控制其飽和程度從而調(diào)節(jié)容量。本文首先對(duì)MCR的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行詳細(xì)分析，推導(dǎo)其數(shù)學(xué)模型和等效電路，并分

2、析其在無功電壓控制系統(tǒng)中與并聯(lián)電容器或固定高抗配合的補(bǔ)償方案。然后分析MCR的諧波、調(diào)節(jié)速度和有功損耗等特性并研究了改善方法，從原理上證明了無法通過改變控制電壓的方法消除諧波，探討了諧波抵消方法，尤其是磁芯多級(jí)結(jié)構(gòu)，針對(duì)外勵(lì)磁式MCR穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)過程緩慢的特點(diǎn)，提出了采用不控整流加Buck變換器作為外加電源的方案，探討了減小有功損耗的磁芯分段截面法和三相一體化設(shè)計(jì)方法。
　　 其次，由于鐵心磁特性的非線性，MCR的控制模型和參數(shù)難以

3、精確確定，本文從經(jīng)典的PID控制出發(fā)，研究了基于PID控制思想的非線性PID控制和自抗擾控制方法，通過仿真分析其對(duì)MCR容量調(diào)節(jié)的控制效果，驗(yàn)證了自抗擾控制能夠?qū)崿F(xiàn)任何運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的快速無超調(diào)控制，控制器參數(shù)不依賴于MCR模型，穩(wěn)定范圍大，并且易于實(shí)現(xiàn)。
　　 最后，對(duì)基于MCR的無功電壓控制系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)開發(fā)了其核心控制模塊，采用LPC2132處理器，設(shè)計(jì)了采樣調(diào)理、處理器外圍電路、供電電源、按鍵液晶等硬件電路，軟件移