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【6h】

ARM嵌入式系统在轻型直流输电动态模拟换流控制系统中的应用研究

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传统高压直流输电普遍采用晶闸管和移相换流器技术，多用于远距离、大功率输电[3]。晶闸管是只具有控制接通、无自关断能力的半控型器件，开关频率较低，换相换流器接线复杂，体积庞大，需要外部电网提供换相电压，增加辅助换相回路，当逆变角小于熄弧角时，易发生换向失败；存在换流电压谐波含量高，功率性能指标低等缺点；此外，高压直流输电技术也不适用于分散化和小型化的新型能源的传输。 针对高压直流输电的不足，人们提出了轻型直流输电（简称HVDC light）系统。轻型高压直流输电技术是在传统直流输电基础上发展起来的一种新型输电技术，其主要部件是以绝缘栅双极晶体管（IGBT）构成的电压源换流器（VSC）。本文分析了用于 VSC 控制的电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）的基本原理；建立了 HVDC Light 系统的稳态模型，并结合该模型确定了控制量与被控量的合理对应关系，设计了适用于HVDC Light 系统的 PI 控制器。为了更高效的对HVDC light系统进行控制，本文提出了基于ARM的嵌入式系统在轻型直流输电中的应用研究。 嵌入式技术是现代微电子技术、计算机技术和软件技术快速发展的产物，它已经大量的应用于汽车工业、航天工业、消费类产品等领域中。 本设计中，选取了一块ARM开发板为系统硬件开发平台，板上核心CPU为Samsung公司的ARM9芯片S3C2410，带16M的FLASH和64M的SDRAM，外扩了以PLD为核心的集数据采集和PWM输出两项功能的模块，以及IGBT的驱动模块；在ARM内核中移植了Linux操作系统，同时为了让板上硬件资源和各种不同的接口充分工作并完成数据采集的任务，编制相关的驱动程序。在确定控制策略以后，通过运行于嵌入式系统的应用程序，根据要求可对HVDC light系统的潮流进行调控、线路参数进行监控。本文在分析了现有几种VSC-HVDC控制策路后，主要提出了一端VSC的控制器设计为定直流电压和定无功控制器，而另一端VSC的控制器则为定有功和定无功控制器的控制策略，并在动态模拟系统的软硬件上加以实现。 总之，嵌入式系统在电力系统中的应用和发展是必然的趋势，并将朝着数字化、智能化、人性化和网络化的方向发展。

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