电气工程课程设计-电能质量调节器控制系统设计

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1、 课 程 设 计 2012 年 7 月 18 日 课 程 电气工程课程设计 题 目 电能质量调节器控制系统设计 院 系 电气信息工程学院电气工程系 专业班级 电气 1 班 学生姓名 学生学号 指导教师 高金兰 姚建红 课程设计任务书 课程 电气工程课程设计 题目 电能质量调节器控制系统设计 专业 电气工程及其自动化 姓名 * 学号 123123123 主要内容： 分析统一电能质量调节器的拓扑结果和工作原理的基础，并对统一电能质量 调机器的控制系统进行设计，将空间矢量调制应用到统一电能质量调节器的控制 中，并与传统的 PID 滞环控制进行比较。通过 MATLAB 中的 SImulink 进行电路

2、的 仿真，实现两种控制系统下对电能质量的补偿，并对补偿结果进行比较。 参考资料： 1 胡铭，陈珩.有源滤波器技术及其应用J.电力系统白动化.2000(3):66 一 70 2 李国勇，刘汉奎，徐殿国统一电能质量调节器的研究 J电力电子技 术，2003，37(1)：7478 3 陈伯时电力拖动自动控制系统M北京：机械工业出版社，1992 4 王正林，王胜开等 MATLAB/Simulink 与控制系统仿真 M北京：电子 工业出版社，2005 完成期限 2012.7.10 至 2012.7.18 指导教师 专业负责人 2012 年 7 月 9 日 电气工程课程设计（报告） 目 录 1设计要求.1

3、2电能质量污染问题.1 2.1电能质量污染问题产生的原因1 2.2电能质量污染问题的危害1 2.3电能质量污染问题的改善方法2 3UPQC 拓扑结构和工作原理.2 3.1UPQC 拓扑结构.2 3.2 UPQC 的检测原理3 3.3 UPQC 的补偿原理5 4统一电能质量调节器的控制系统.5 4.1滞环控制系统.5 4.2 SVPWM 控制技术.6 5电仿真结果及分析.8 5.1检测部分的仿真.8 5.2滞环控制的仿真.9 5.3 空间矢量调制（SVPWM 控制）的仿真9 结 论.11 参考文献.13 1 设计要求 （1）首先在掌握统一电能质量调节器的电路拓扑结构的基础上，分析其工作 原理。利

4、用瞬时无功功率理论，改进电能质量调节器控制与谐波检测算法，分析 其可行性和可靠性。 （2）在熟悉统一电能质量调节器的基础上建立它的系统设计的数学模型，对 其工作原理进行理论分析。 （3）学习 MATLAB 软件并熟练运用其系统建模和仿真功能。用 MATLAB 进 行系统仿真，分析计算仿真结果。调整系统的参数确定最佳参数。 （4）给出改进前后电能质量调节器的仿真波形图，验证系统设计的可靠性和 实用性。 2 电能质量污染问题 2.1 电能质量污染问题产生的原因 随着电力系统规模的不断扩大以及系统中非线性负荷的不断增加，电力系统 受到的“谐波污染”也越来越严重，加上电力系统可能出现的内外故障，这些因 素都可能恶化系统的电能质量。电力系统电能质量污染问题的产生主要有以下原 因： （1）非线性负载。 （2）电力系统设备的非线性特性。 （3）电力系统故障电力系统运行的内、外故障也会造成电能质量问题，如短 路故障、雷击、误操作、电网故障时发电机及励磁系统的工作状态的改变、故障 保护装置中的电力电子设备的启动等都将造成各种电能质量问题。 2.2 电能质量污染问题的危害 电能质量污染问题对电力系统、供电部门和电力用户带来严重的危害，主要 表现在以下几个方面： （1）谐波使公用电网