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基于DSP的STATCOM的研究与设计的中期报告

【摘要】

STATCOM是一种新型的柔性交流输电系统(FACTS)设备，其在电力系统中起到了有效控制电压和电流、提高电力质量、稳定电网等作用。本文针对基于DSP的STATCOM进行研究和设计，采用模块化设计思路，通过对系统功率电路、控制电路、电源电路等模块的设计和分析，完成了其硬件平台的设计和实现。同时，采用PI控制算法对STATCOM进行系统控制和调节，并使用MATLAB/Simulink进行系统仿真。仿真结果表明，基于DSP的STATCOM具有较好的稳定性和响应性，可以有效控制电网电压和电流。

【关键词】DSP；STATCOM；模块化设计；PI控制算法；MATLAB/Simulink仿真

【Abstract】

STATCOMisanewtypeofflexibleACtransmissionsystem(FACTS)equipment,whichplaysaneffectiveroleincontrollingvoltageandcurrent,improvingpowerquality,andstabilizingthepowergridinpowersystems.Inthispaper,basedontheresearchanddesignofDSP-basedSTATCOM,amodulardesignconceptisadopted.Thehardwareplatformisdesignedandimplementedbyanalyzinganddesigningmodulessuchassystempowercircuits,controlcircuits,andpowersupplycircuits.Atthesametime,PIcontrolalgorithmisusedtocontrolandadjusttheSTATCOMsystem,andMATLAB/Simulinkisusedforsystemsimulation.SimulationresultsshowthatDSP-basedSTATCOMhasgoodstabilityandresponsiveness,andcaneffectivelycontrolpowergridvoltageandcurrent.

【Keywords】DSP;STATCOM;modulardesign;PIcontrolalgorithm;MATLAB/Simulinksimulation

【正文】

一、绪论

随着现代工业化的不断发展和电力负荷的不断增加，电力系统面临更大的负载和电网电压的波动，这种不确定因素给电网的稳定性和安全性带来了极大的风险。因此，如何提高电力系统的控制能力和稳定性已经成为电力系统工程领域研究的核心问题之一。

为此，科学家们提出了许多新型柔性交流输电系统(FACTS)设备，这些设备可以实现对电网电压和电流的有效控制，提高电力质量和电网稳定性。其中，STATCOM被广泛认为是一种有效的FACTS设备，其可以通过无功功率调节装置来实现电力系统柔性控制。

本文基于DSP技术对STATCOM进行了研究和设计，其中设计思路以模块化设计为核心理念，分析和实现了系统功率电路、控制电路、电源电路等模块，以实现DSP平台上的系统控制和调节。同时，采用PI控制算法对STATCOM进行系统控制，并使用MATLAB/Simulink进行了系统仿真。仿真结果表明，DSP-basedSTATCOM具有较好的稳定性和响应性，可以有效的控制电网电压和电流。

二、DSP-basedSTATCOM的硬件设计

2.1功率电路设计

STATCOM的功率电路主要由换流器、滤波器和电感器三部分组成，其中换流器采用双侧直流电源，将电网直接变为三相交流电。

2.2控制电路设计

STATCOM的控制电路主要由抽样电路、PI控制器和驱动电路三部分组成。其中，抽样电路对电压电流进行抽样检测，并将其送入PI控制器进行控制。

2.3电源电路设计

STATCOM的电源电路主要由DC-DC变换器和三相变压器两部分组成，其中DC-DC变换器对电源电压进行升压并输出给交流变压器。

三、DSP-basedSTATCOM的系统控制

采用PI控制算法实现了STATCOM的系统控制和调节。其中，PI控制器对反馈的检测电流和检测电压进行处理，并输出控制信号给交流变压器。

四、基于MATLAB/Simulink进