基于DSP的统一潮流控制器设计：硬件与软件详解

本文主要探讨了基于数字信号处理器(DSP)的统一潮流控制器(Ultra-Power Flow Controller, uPFC)在电力系统中的重要性与应用。uPFC作为柔性交流输电系统(Flexible Alternating Current Transmission Systems, FACTS)的关键组成部分，它具有显著的优势，如能够灵活地调节线路有功功率和无功功率，有效抑制系统振荡，提升电力系统的稳定性，以及增强输电线路的传输能力。这些特性使其在现代电力系统中扮演着核心角色。 作者阮建斌在广西大学攻读控制理论与控制工程硕士学位期间，选择了基于TI公司的TMSP320LF2407A DSP的硬件设计和SPWM (正弦脉宽调制)控制算法作为研究焦点。SPWM是一种广泛应用于电力电子设备的调制技术，通过精确控制脉冲宽度来实现电压或电流的有效控制。 论文首先回顾了uPFC的发展历程和当前的研究状况，明确了其在电力系统中的关键地位。接着，深入剖析了uPFC的工作原理，包括其如何通过调整电源侧的电压和电流波形来优化电力传输质量。在硬件方面，设计了一个以TMSP320LF2407A为核心的控制电路板，该DSP因其高效处理能力和低功耗特性而被选为控制器的核心。 软件设计部分，文章重点介绍了采用SPWM控制技术，通过精确计算和实时调整脉冲宽度，来精确调控电力系统的动态性能。这种控制策略确保了uPFC能够实时响应电网的需求，实现动态无功补偿。 通过整合硬件电路和控制软件，作者成功研发出uPFC的控制系统，为后续uPFC的实际应用和理论研究奠定了坚实的技术基础。此外，这个实验平台不仅可用于验证理论模型，还为电力系统工程师提供了测试和优化新型uPFC控制器的宝贵机会。 关键词：统一潮流控制器（U PFC）、SPWM、正弦脉宽调制、DSP（数字信号处理器）、硬件设计、软件开发、柔性交流输电系统（FACTS）。 这篇论文提供了一个实用且深入的视角，展示了如何利用DSP技术和SPWM算法来设计高效的uPFC，这对于理解和改进现代电力系统的运行效率和稳定性具有重要意义。