本文關(guān)鍵詞：基于LabVIEW的虛擬同步發(fā)電機監(jiān)控與實驗平臺設(shè)計

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【摘要】：分布式發(fā)電和微電網(wǎng)一般采用逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電來并網(wǎng)/孤島運行,因此逆變器是連接新能源發(fā)電和電網(wǎng)之間的橋梁,其運行狀態(tài)直接影響到電能質(zhì)量和電網(wǎng)的穩(wěn)定性。對逆變器的諸多研究中,控制理論是其研究的核心,直接決定逆變器的運行特性。為了對逆變器控制理論進(jìn)行研究和實驗,同時對逆變器的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控,保證其安全運行,很有必要建立一套逆變器監(jiān)控和實驗平臺。研究人員可以在該平臺上進(jìn)行控制算法有效性的驗證和研究。本文所設(shè)計的監(jiān)控和實驗平臺,具有逆變器控制理論實驗驗證和運行狀態(tài)實時監(jiān)控雙重功能。逆變器控制芯片TMS320F28335將采集到的信號和逆變器控制策略的關(guān)鍵參數(shù)通過以太網(wǎng)通信傳給上位機(PC機)。上位機采用虛擬儀器技術(shù)-LabVIEW軟件編程,設(shè)計了友好的人機交互界面,可以直觀地顯示表征虛擬同步發(fā)電機運行狀態(tài)的特征量,同時可以進(jìn)行多種典型實驗來驗證控制算法的特性。本文所研究的主要內(nèi)容有:(1)虛擬同步發(fā)電機控制理論:參考同步發(fā)電機的數(shù)學(xué)模型,設(shè)計了虛擬同步發(fā)電機控制算法,并在MATLAB上進(jìn)行了建模和仿真。(2)逆變器運行狀態(tài)特征量的提取:對表征逆變器運行狀態(tài)特征量的檢測算法進(jìn)行了研究和仿真,包括直流側(cè)和交流側(cè)電壓電流基本參數(shù)測量和頻率偏差、諧波、三相電壓不平衡以及暫態(tài)故障中的電壓暫降、暫升和短時間中斷。(3)以太網(wǎng)通信軟件的實現(xiàn):基于以太網(wǎng)通信的基本原理和TCP/IP協(xié)議,在下位機中編寫了以太網(wǎng)通信軟件程序,將需要的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)發(fā)送給上位機。同時在上位機中實現(xiàn)了數(shù)據(jù)接收和解析。(4)上位機軟件設(shè)計:包括數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)解析、檢測算法的實現(xiàn)。各模塊顯示和交互界面。同時設(shè)計了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),對需要的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和歷史數(shù)據(jù)查詢,方便研究人員進(jìn)行研究。(5)虛擬同步發(fā)電機控制理論實驗驗證:在該平臺進(jìn)行了驗證虛擬同步發(fā)電機控制理論的典型實驗,同時軟件界面對實驗中需要觀測的參數(shù)進(jìn)行了直觀的顯示和數(shù)據(jù)存儲。
【關(guān)鍵詞】：逆變器 虛擬同步發(fā)電機 狀態(tài)監(jiān)控 實驗平臺 以太網(wǎng)通信 LabVIEW 數(shù)據(jù)庫
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM31
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 研究工作的背景與意義10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 微電源逆變器控制理論研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.2 微網(wǎng)監(jiān)控與實驗平臺研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 本文的主要內(nèi)容與貢獻(xiàn)18-19
• 1.4 本論文的結(jié)構(gòu)安排19-20
• 第二章 虛擬同步發(fā)電機控制原理及仿真實現(xiàn)20-33
• 2.1 同步發(fā)電機的原理和數(shù)學(xué)模型20-21
• 2.2 虛擬同步發(fā)電機控制器設(shè)計21-29
• 2.2.1 虛擬同步發(fā)電機本機控制算法的實現(xiàn)22-24
• 2.2.2 虛擬同步發(fā)電機調(diào)速器設(shè)計24-26
• 2.2.3 虛擬同步發(fā)電機勵磁系統(tǒng)設(shè)計26-29
• 2.3 虛擬同步發(fā)電機仿真結(jié)果29-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第三章 監(jiān)控與實驗平臺檢測算法研究與仿真33-47
• 3.1 VSG直流母線檢測算法研究33
• 3.2 VSG交流側(cè)穩(wěn)態(tài)參數(shù)檢測算法研究33-40
• 3.2.1 電壓偏差檢測算法研究33-34
• 3.2.2 頻率偏差檢測算法研究34-36
• 3.2.3 諧波檢測算法研究36-38
• 3.2.4 三相電壓不平衡檢測算法研究38-40
• 3.3 VSG交流側(cè)暫態(tài)擾動故障檢測算法研究40-46
• 3.3.1 暫態(tài)擾動的定義和分類40-41
• 3.3.2 暫態(tài)擾動檢測算法研究41-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 監(jiān)控與實驗平臺設(shè)計與實現(xiàn)47-71
• 4.1 監(jiān)控與實驗平臺總體設(shè)計47-50
• 4.1.1 監(jiān)控與實驗平臺的主要功能和目標(biāo)47-48
• 4.1.2 監(jiān)控與實驗平臺總體設(shè)計方案48-50
• 4.2 監(jiān)控與實驗平臺下位機軟件設(shè)計50-60
• 4.2.1 下位機軟件整體設(shè)計和主程序流程圖50-51
• 4.2.2 以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通信軟件設(shè)計51-54
• 4.2.3 RTL8019AS以太網(wǎng)控制器介紹54-56
• 4.2.4 RTL8019AS發(fā)送/接收數(shù)據(jù)軟件流程56-60
• 4.3 監(jiān)控與實驗平臺上位機軟件設(shè)計與實現(xiàn)60-70
• 4.3.1 上位機軟件總體設(shè)計60-61
• 4.3.2 VSG運行狀態(tài)監(jiān)測子系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)61-66
• 4.3.3 VSG實驗子系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)66-67
• 4.3.4 VSG數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)軟件設(shè)計67-70
• 4.4 本章小結(jié)70-71
• 第五章 系統(tǒng)測試與實驗結(jié)果71-78
• 5.1 測試方案71
• 5.2 測試結(jié)果71-77
• 5.2.1 逆變器正常工作測試71-72
• 5.2.2 以太網(wǎng)通信測試72-73
• 5.2.3 監(jiān)控與實驗平臺上位機軟件正常工作測試73-76
• 5.2.4 VSG控制理論典型實驗驗證76-77
• 5.3 本章小結(jié)77-78
• 第六章 結(jié)論與展望78-80
• 6.1 全文總結(jié)78-79
• 6.2 后續(xù)工作展望79-80
• 致謝80-81
• 參考文獻(xiàn)81-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果86-87

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1012672