牵引变电所无功功率补偿措施研究-TCR+FC建模

湖南铁道职业技术学院毕业设计说明书I2012届毕业设计任务书一、课题名称：牵引变电所无功补偿措施研究二、指导老师林丽三、设计内容与要求1、课题概述本课题研究一种牵引供电所的无功补偿方案——TCR型动态无功补偿装置。固定滤波器（FC）+晶闸管调节电抗器（TCR）是一种常见的无功补偿方案，FC向系统提供恒定的容性无功，兼有滤除谐波的作用，TCR可以实时补偿变化的感性无功。课题研究TCR型动态无功补偿装置的原理、结构、特点及其在电气化铁路牵引变电所的应用效果。包括牵引变电所整流机组外特性模型、无功补偿方案比较、主电路设计，控制算法实现等。2、设计内容与要求（1）设计内容课题组全体成员通过方案论证优化设计出无功补偿主电路原理图；24脉波整流器数学模型及仿真分析；无功补偿方案比较与选择；FC+TCR主电路设计及器件选型；FC+TCR系统仿真分析；谐波研究与分析；控制算法设计。（2）设计要求画出系统电路图；系统各环节的原理介绍；系统各环节的元件参数计算及选择；系统各环节的仿真与分析。四、设计参考书湖南铁道职业技术学院毕业设计说明书II1、《电气化铁道并联综合补偿及其应用》中国铁道出版社2、《8K型电力机车》中国铁道出版社3、《逆变器整流电源》机械工业出版社功率电子学4、《现代逆变技术及其应用》科学出版社5、《半导体变流技术》机械工业出版社6、《电力电子设备设计和应用手册》机械工业出版社五、设计说明书要求1、封面（学校统一格式、版面）目录2、摘要(200~400字左右，中英文)3、引言4、正文（设计方案比较与选择，设计方案原理、计算、分析、论证，设计结果的说明及特点）5、结束语6、附录(参考文献、图纸、材料清单等)六、毕业设计答辩及说明书要求1、毕业设计答辩要求答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计与计算方法、实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。2、毕业设计论文要求文字要求:说明书要求打印(除图纸外)，不能手写。文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。湖南铁道职业技术学院毕业设计说明书III图纸要求:按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。湖南铁道职业技术学院毕业设计说明书IV摘要随着国民经济的发展和现代化技术的进步，电力网负荷急剧增大，对电网无功功率的要求与日俱增。特别是如轧机、电弧炉等冲击、非线性负荷的不断增加，加上电力电子技术的普遍应用，使得电力网发生了电压波形畸变、电压波动闪变和三相不平衡等，产生了电能质量降低、网络损耗增加等不良影响。因此解决好电网的无功功率因数补偿和谐波滤波问题，对于提高电能质量、安全运行、降低损耗、节能、充分利用电气设备的出力等具有重要的意义。为此本文专门进行了这次的TCR+FC型SVC系统的仿真。该系统仿真模型采用硬件+软件的方式模拟仿真TCR+FC型SVC系统的运行。在软件方面，本模型编译了一个根据采样的电流和电压自主控制晶闸管导通的程序。在硬件方面，本模型搭建了一个电源模块，一个脉冲生成模块，一个TCR模块，一个FC模块以及一个负载模块。同时，还进行了仿真，并对仿真的结果进行了列举与分析。关键词：TCR+FC型SVC系统参数仿真分析湖南铁道职业技术学院毕业设计说明书V英文对照AbstractWiththenationaleconomicdevelopmentandmodernizationoftechnology,powergridloadincreasesrapidly,thegridreactivepowerdemandsincrease.Especiallyasrollingmill,theimpactofelectricarcfurnacesandother,non-linearloadincrease,coupledwiththegeneralapplicationofpowerelectronicstechnology,makingtheoccurrenceofapowergridvoltagewaveformdistortion,voltagefluctuationsandflickerphaseimbalance,resultinginapowerqualityreducenetworklossesincreaseandotheradverseeffects.Therefore,tosolvethereactivepowercompensationandharmonicfilteringpowerfactorproblems,forimprovingpowerquality,safeoperationandreducewearandtear,energy,contributetomakefulluseofelectricalequipmentsuchgreatsignificance.That'swhywemadethisTCRFCtypeSVCsystemsimulation.ThesystemsimulationmodelapproachusinghardwareandsoftwaresimulationTCRFCtypeSVCoperationofthesystem.Onthesoftwareside,Thispassagecompiledasamplingofcurrentandvoltagebasedonself-controlthyristorprocedures.Onthehardwareside,webuiltapowersupplymodule,apulsegeneratingmodule,aTCRmodule,aFCmoduleandaloadmodule.Alsoconductedasimulation,andsimulationresultswerelistedandanalyzed.Keywords:TCRFCtypeSVCsystemsimulationsimulationParameterAnalysis湖南铁道职业技术学院毕业设计说明书VI目录2012届毕业设计任务书................................................................................................................................I摘要...........................................................................................................................................................IVABSTRACT..................................................................................................................................................V目录...........................................................................................................................................................VI前言.............................................................................................................................................................1第一章TCR+FC电路建模引论..................................................................................................................21.1TCR+FC电路简介..........................................................................................................................21.1.1系统组成.............................................................................................................................21.1.2可调电抗器（TCR）基本原理.........................................................................................31.1.3恒无功控制,保证功率因数及电压波动.........................................................................41.1.4无源滤波器（FC).............................................................................................................51.2电路建模简介.................................................................................................................................71.2.1电路建模仿真简介...........................................................................................................71.2.2PSIM建模软件简介..........................................................................................................8第二章TCR+FC型SVC系统建模与仿真..............................................................................................112.1系统仿真模型................................................................................................................................112.1.1电源模块..............................................................................................