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《哈尔滨理工大学》 2010年
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基于FPGA的UPFC控制系统设计

沈艳红  
【摘要】: UPFC是一种潮流控制的装置。它综合了许多柔性交流输电系统(FACTS)器件的灵活控制手段,是一种功能相对很强的FACTS系列器件。随着半导体制造技术和电子设计自动化技术的不断发展,UPFC控制系统设计也加快了步伐。 本文首先对国内外对UPFC的现状及其控制算法进行了研究,针对目前输电系统存在的损耗大、传输率低的问题,采用开关损耗最小PWM算法进行UPFC控制系统的设计。然后,在给出UPFC逆变控制基本结构的基础上,详细研究了开关损耗最小PWM技术的基本原理,并对其谐波进行了分析。通过学习和掌握FPGA和系统芯片相关知识和开发技术,对采用FPGA技术实现UPFC的开发环境、过程及方法进行了更进一步地分析和研究。本文重点围绕UPFC控制系统如何满足UPFC控制性能的要求,即频率跟定给定电网频率,幅值、相位连续可调,在Altera公司的FPGA开发板上对UPFC控制系统的软硬件进行了设计与实现,详细地给出了其设计方法和过程,成功地将开关损耗最小PWM技术应用在了UPFC控制系统设计上,对其谐波理论分析说明,鉴于该技术的特点,可节省UPFC中1/3的开关损耗。 最后应用仿真工具Quartus Simulator和SignalTap II对设计进行了验证,给出验证结果。实验结果说明该设计输出波形满足设计要求,达到了降低UPFC开关损耗的目的。
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