三相线电流平衡化无功补偿技术研究

论文摘要

现代电力系统中大容量不对称负载的增加,使得交流电网运行过程中出现的三相功率、三相电流不平衡现象日趋严重,造成输电损耗上升、电能质量下降,已经威胁到了电力系统的安全和经济运行。三相不平衡现象使得电能质量问题复杂化,需要采用以不平衡补偿为代表的综合化补偿技术加以解决。本文叙述了三相不平衡无功补偿技术的研究背景及课题意义,介绍了该项技术目前的研究情况及未来发展趋势。在分析研究现有不平衡补偿理论的基础上,本文提出了一种行之有效的实现三相线电流平衡化的不平衡补偿方法。本文以现有不平衡补偿原理为基础,提出一种新的理论应用方法,并以此为基础设计不平衡补偿策略及相应的补偿系统。补偿系统的设计包括两个部分,分别为补偿主电路和补偿控制器。补偿策略体现在补偿系统的功能设计及控制软件的编写中,直接决定了补偿系统的结构及工作方式。本文完成了补偿系统的设计及控制软件的编写。硬件上完成了电路设计以及电路的制作,并在电路功能模块的调试中得到了正确的数据；软件上编制了主控程序及各功能程序块,用以实现相应硬件电路的功能。与此同时,本文还建立了平衡化补偿系统的仿真模型,并通过仿真试验验证了整体设计思路的正确性,为软硬件的实际设计工作提供了理论指导。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 三相不平衡产生的原因
• 1.2 三相不平衡的危害
• 1.2.1 对配电变压器的影响
• 1.2.2 对高压线路的影响
• 1.2.3 对低压配电线路的影响
• 1.2.4 对供电部门以及用户的影响
• 1.3 不平衡补偿技术的发展
• 1.3.1 传统无功补偿装置
• 1.3.2 当代综合补偿装置
• 1.3.3 不平衡补偿技术发展趋势
• 1.4 本文工作内容
• 2 不平衡无功补偿理论
• 2.1 无功补偿的实现
• 2.1.1 无功补偿电路
• 2.1.2 滤波电路
• 2.2 平衡补偿电路
• 2.3 不平衡补偿的控制策略
• 2.3.1 功率因数计算
• 2.3.2 补偿电纳计算
• 2.4 本章小结
• 3 三相线电流平衡化补偿设计
• 3.1 总体结构与主电路
• 3.2 控制电路设计
• 3.2.1 电源电路设计
• 3.2.2 信号采集电路
• 3.2.3 频率测量电路
• 3.2.4 投切电路
• 3.3 控制软件的设计
• 3.3.1 A/D转换模块
• 3.3.2 频率测量模块
• 3.3.3 补偿计算模块
• 3.3.4 数据显示模块
• 3.3.5 通讯模块
• 3.4 本章小结
• 4 系统仿真
• 4.1 补偿电纳计算模块
• 4.2 仿真结果及分析
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢