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在电力系统飞速发展的今天,电能质量问题已越来越受到人们的重视。电压跌落及电压短时中断是电能质量问题中一个非常重要的方面,其影响面大,造成的经济损失巨大,社会影响严重,是电力系统提高供电质量急需解决的问题。目前电网电压敏感负荷不断增多,用电客户对治理电压跌落及电压短时中断的要求越来越严格。因此治理电压跌落及电压短时中断,提高电能质量已经成为现在电网发展的突出问题。
本文介绍了电能质量基本概念,研究了电压跌落的产生的机理及治理方法、固态电子转换开关的结构、电压跌落的检测算法、固态电子转换开关的软硬件设计并进行了电源转换实验。对于电压跌落检测算法的研究,论文不仅介绍了通用电压检跌落测算法,还根据工程需要改进了单相电压跌落检测算法,并应用到固态电子转换开关样机的控制中,通过实验和仿真验证了这种方法的快捷可靠。对于三相电压检测算法,论文改进了αβ坐标变换检测算法,省去了电压锁相环节,从而避免了因硬件误差而带来的干扰,使电压检测算法更加方便准确;论文还根据传统派克变换的原理提出了正负序双旋转坐标变换检测算法,通过针对各种情况下的仿真可以看出这种算法比传统的派克变换能更快更准确的检测电压跌落。在硬件设计上,本论文以32位DSP为控制平台,设计了固态电子转换开关的硬件电路,包括电源电路、散热控制电路、晶闸管驱动及保护电路、信号调理电路、输入输出控制电路及液晶显示模块,绘制了主控制板、信号采集板及晶闸管驱动保护板等电路板,并完成了单相固态电子转换开关样机的安装和调试。另外本论文还对固态电子转换开关的控制策略进行了研究,编写了初始化、采样中断、风扇控制、电源转换等程序。最后论文介绍了对所制作的固态电子转换开关进行的电源转换实验,实验对整个装置的软硬件、算法及控制策略进行验证,实验结果表明样机运行稳定、电源转换快速,基本到达设计目的。
固态电子转换开关有很好的实用及市场价值,本文从硬件、软件及电压检测算法三个方面进行了全面的研究,为该装置的将来的产品化打下了很好的基础。