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EAST极向场电源系统为晶闸管相控变流器,其负载的波动性、随机性很大。在运行过程中会对电网电压造成极大的冲击,并且产生很大的无功功率和谐波电流,使供电网电能质量严重下降。 为改善电网电能质量并保证EAST电源系统的可靠运行,中科院等离子体所建成了EAST无功补偿及谐波抑制系统,系统采用了FC+TCR的SVC补偿方案。为了对系统无功功率、电能质量实时监控及极向场运行状况了解,本设计研制了无功补偿及滤波监控系统。主要内容包括: 首先,对极向场电源内部结构和运行方式进行了分析,详细说明了SVC的工作原理,TCR的特性以及升级后的EAST无功补偿系统;介绍了目前比较常用的三种无功功率算法:基于频域、时域和瞬时无功功率算法,推导了本设计采用的三种算法的原理,并通过实验数据证明三种算法的可行性。 其次,本设计通过系统的硬件电路搭建和基于虚拟仪器开发平台Lab VIEW的软件程序设计,实现了对电网及滤波器主要电气参数的实时采集,通过三种算法算出无功功率,并可以自动存储和录波,方便工作人员实时掌握电网的电能质量和负载的状态,还介绍了软硬件开发中的一些心得和体会。 最后,研究了SVC控制系统中TCR的控制,TCR分相调节问题,以及SVC控制中的延时问题,对SVC开环和闭环控制分别作了MATLAB仿真分析,并提出一种新的控制方法。 此系统已经用于EAST实验中,实验证明该系统具有良好的实时性和稳定性,满足EAST实验需求。