基于FPGA和DSP的ASVG控制系统的研究

随着电力电子技术的不断发展,利用新型静止无功发生器(ASVG)来实现动态无功功率补偿的研究逐渐成为电力电子领域比较活跃的研究领域之一。本文以先进的FPGA和DSP硬件开发平台为基础,对ASVG控制系统进行了比较深入的研究。 论文首先介绍并比较了现有的无功补偿装置,分析了ASVG相对于其他无功补偿装置的优越性。总结了ASVG的间接电流控制和直接电流控制两种控制方式,并对两种控制方式所衍生的几种控制结构进行了介绍,说明了其控制原理。此外,论文还介绍了瞬时无功功率理论及其在ASVG中的应用。 详细讨论了直接电流控制的几种控制结构,并建立了相应的仿真模型,进行了仿真和比较分析。研究了它们在稳态性能和动态性能上的优缺点。其中,重点讨论了电压空间矢量PWM(SVPWM)控制原理及其在ASVG中的应用。仿真结果表明,与其他两种直接电流控制结构相比,采用基于SVPWM调制的直接电流控制方式的ASVG在综合性能指标上更具优势。 介绍了基于FPGA和DSP的数字化通用开发平台的系统设计和软硬件设计方法。阐述了如何在该开发平台上进行ASVG控制系统设计。对FPGA的控制软件编程和DSP/BIOS系统软件设计进行了详细讨论,其中重点讨论了全数字三相锁相环和SVPWM控制模块的FPGA实现方法。 最后,设计了400KVar ASVG实验系统,对基于SVPWM调制的直接电流控制的ASVG进行了实验研究,得出了稳态和动态实验结果,并对结果进行了分析。