毕业设计论文基于模糊控制的分组投切无功补偿控制器的设计

《毕业设计论文基于模糊控制的分组投切无功补偿控制器的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计论文基于模糊控制的分组投切无功补偿控制器的设计（102页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 中 国 矿 业 大 学本科生毕业设计姓 名： XXX 学 号： 学 院： 信息与电气工程学院 专 业： 电气工程与自动化 设计题目： 基于模糊控制的分组投切无功补偿 控制器的设计指导教师： XXX 职 称： 讲师 2009年 6 月 徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院 信电学院 专业年级 电气工程与自动化2005-11 学生姓名 XXX 任务下达日期： 2009年 2 月 16 日毕业设计日期：2009年 2月 16 日至 2009年 6月 20 日毕业设计题目：基于模糊控制的分组投切无功补偿控制器的设计毕业设计主要内容和要求：在了解高压电网无功补偿原理基础上，采用单片机设计分组投切无功补偿

2、控制器。具体要求如下：1、 分析配电网分组投切无功补偿装置的一次设备选型原则；2、 分析分组投切无功补偿装置的功能需求，选择无功检测及控制算法；3、 构造分组投切无功补偿控制器原理框图；4、 完成非调谐无功补偿控制器硬件电路和软件框图设计。院长签字： 指导教师签字：摘 要随着电力系统负荷的增加，对无功功率的需求也日益增加。无功功率在电网中传输会造成网络损耗以及受电端电压下降，使电能利用率大大降低,严重影响供电质量。因此，在电网中的适当位置装设无功补偿装置是满足电网无功需求的必要手段。在本设计中介绍了无功补偿的目的和意义，阐述了国内外无功补偿的现状与发展趋势。分析了无功补偿原理及补偿接线方式。同

3、时，在分析九区图法控制缺陷的基础上，将模糊控制理论引入电容器的投切控制，兼顾了提高功率因数与改善电压质量两方面，并且避免了无功补偿装置的往复投切。本文设计了一个以STM32F103为核心的、应用模糊控制理论进行控制电容器组投切的无功补偿控制器。在装置设计中采用电压无功复合投切判据，有效的克服了以功率因数单一元素作为投切判据的控制方式下电容器组的投切震荡。在控制器的硬件设计上采用STM32F103VET6作为核心，设计了电压电流采集电路，开关量输入、输出电路，液晶显示电路，键盘输入电路，通讯电路和电源电路。同时还介绍了硬件设计中应采取的抗干扰措施。最后，还做出了系统中各个模块的软件流程图。此外，

4、本文中还介绍了一次部分选型原则、电容器组接线方式及电容器组的保护电路等。关键词：无功补偿；分组投切；模糊控制；ABSTRACTWith the increase of power system load, the reactive power demand is growing. Reactive power in the power grid network in the transmission will cause power loss and voltage drop by, so that greatly reduced energy utilization seriously an

5、d affecti the quality of supply.Therefore, in the appropriate place in the grid installation of reactive power compensation device is to meet the reactive power demand of the necessary means.During the design of reactive power compensation, this introduced the purpose and significance, both at home

6、and abroad on the status of reactive power compensation trends and development. Analysis of the principle of reactive power compensation and connection of capacitor compensation. At the same time, based on nine zones controller, there use fuzzy control theory to capacitor switching control, both to

7、improve the power factor and improve the voltage quality and to avoid the reactive power compensation device switching back and forth.In this article the reactive power compensation controller is designed, STM32F103 as a core, application of fuzzy control theory to control the switching capacitor ba

8、nk. The controller uses both switching voltage and reactive power criterion composite of putting and removing capacitors , making an good effective overcoming the capacitor shocking of power facer as a single criterion for the control of switching capacitor. STM32F103VET6 is used in the hardware des

9、ign of the controller as a core.And voltage and current gathering circuits , switch valueof inputting and outputting circuits, liquid crystal display circuit, keyboard input circuits, communication circuits and power circuits are designed. It also presents the hardware design of the anti-jamming mea

10、sures should be taken. Finally, it makes flow chart of the software of the various modules which make up the whole system. In addition, this paper also introduced a selection principles of capacitors and capacitor connection group and the protection circuit.key words : reactive power compensation ,

11、fuzzy control , packet switch. 目 录1 绪论11.1无功补偿的意义11.2无功补偿的历史现状21.3无功补偿的基本理论51.3.1电网功率因数61.3.2提高功率因数的意义61.4无功补偿的基本方式71.4.1集中补偿71.4.2分散补偿81.4.3就地补偿91.5谐波抑制相关技术91.5.1谐波抑制必要性91.5.2谐波抑制的方法101.6本设计主要内容102 无功补偿控制策略的分析112.1传统九区图法控制112.1.1九区图控制原理112.1.2九区图法控制的缺点122.2模糊控制理论122.2.1输入量模糊化接口132.2.2知识库142.2.3推理机1

12、42.2.4输出量去模糊化接口152.3无功补偿模糊控制器的设计152.3.1输入量与控制量的确定152.3.2量化因子与比例因子162.3.3隶属度函数的选取172.3.4模糊推理规则182.3.5模糊推理202.3.6去模糊化212.4模糊控制器Matlab仿真212.5本章小结263 无功补偿设备的一次部分273.1主电路结构设计273.2电容器组容量的确定283.3电容器组的分组283.4电容器组的接线方式293.4.1三角形接法293.4.2星形接法303.5电抗器的选择303.6电容器组的保护323.7本章小结334 控制系统的硬件设计344.1控制器功能汇总344.2总体设计34

13、4.3中央处理器354.4信号调理部分374.4.1电压采样电路设计374.4.2电流采样电路设计384.4.3采样保持电路394.4.4模数转化404.5开关量输入、输出部分414.5.1开关量输入单元414.5.2开关量输出单元414.6液晶显示部分434.7键盘电路444.8通信接口454.9看门狗电路464.10电源设计484.11硬件抗干扰494.12本章小结495 控制系统的软件设计505.1主程序结构505.2数据处理模块设计515.3模糊控制子程序的设计555.4电容器的投切模块565.5键盘输入模块设计605.6软件抗干扰605.6.1软件陷阱和指令冗余技术605.6.2看门

14、狗615.6.3按键去抖动处理615.7本章小结616 结论62致 谢63参考文献64翻译部分66中文译文66英文原文79 中国矿业大学2009届本科生毕业设计 第 95 页 1 绪论1.1无功补偿的意义在电力系统中，供电的质量，电网运行的安全可靠性和经济性是最根本的问题。快速合理地调节电网无功功率，对交流电网的稳压和系统电压的调节，合理分配潮流及限制电网过电压方面十分重要。电力电子装置是公用电网中最主要的谐波源，电力电子装置的应用日益广泛，使得电网中的谐波污染也日趋严重。近年来，随着冶金、电气化铁道的飞速发展，诸如具有冲击负荷的电弧炼钢炉，轧钢机等不断投入电网，导致电网功率因数下降、波形畸变、电压波动、谐波干扰等公害，给电网带来额外负担，并影响供电质量。同时用户中又有大量的对系统电压稳定性有较高要求的精密设备：如计算机、医用设备等。因此，补偿系统的无功功率、抑制谐波和提高功率因数己成为电力电子技术、电气自动化及电力系统研究领域所面临的一个重要课题，正在受到越来越多的关注。有功功率与视在功率的比值称为功率因数，无功功率的存在使功率因数降低，造成如下影响：(1)当有功功率不变时，功率因数低，使发电机和变压器的容量增大，不能充分发挥原有供电设备的效率。