收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

配电网络电能扰动辨识与电能质量调节研究

孙辉  
【摘要】: 电能作为各行各业的基本动力能源,其质量问题受到广泛的重视。本文在深入研究电能质量问题本质的基础上,基于小波理论、自适应控制理论,采用数字信号处理技术,比较深入地进行了配电网络电能扰动辨识和电能质量综合调节系统的理论研究,通过实验样机和计算机仿真完成了与之相关的实验研究,为在10kV配电网络系统中实现电能质量综合调节做了一些有意义的工作。 传统电能质量调节系统最大的障碍是大功率电力电子器件的成本。为了解决这一问题,作者在研究电能扰动的调节中,首先提出了无源粗调/电力电子器件细调、改善电能质量与改善功率因数相结合的混合式电能质量综合调节器HUPQC(Hybrid Unified Power Quality Conditioner)设计方案。HUPQC由电能质量监测分析系统和电能质量调节系统构成,统一规划设计。电能质量监测分析系统采用双DSP实现系统的采样、信号处理,完成电能质量全程监测与分析;电能质量调节系统则采用有源与无源、改善电能质量与改善功率因数相结合的策略,有源部分以三电平PWM为主电路,由并联和串联APF(Active Power Filter)相结合、共用直流电源,构成其主体框架,并以无源调节配合有源调节来降低系统的综合造价,力图将电能质量调节技术在10kV配电系统中得到实用与推广。 为了对电能质量综合调节系统在理论上进行描述,作者应用空间坐标系变换和开关函数的概念,建立了系统的数学模型。电能质量调节系统的核心单元是PWM变流器,结合本文应用提出了三相ABC坐标系下电能质量综合调节系统的并联补偿单元和串联补偿单元的基本数学模型。为了实现三相系统的解耦控制,推导出dq坐标系下系统的数学模型,从数学意义上将三相时变非线性系统转化为两相系统。在此基础上作了进一步解耦,得到两相线性系统数学模型, 摘 要 为电能质量调节的分析和仿真研究奠定了理论基础。 补偿指令信号的检测是电能质量调节装置的控制环节之一,本文提出了基 于小波理论的预测检测策略,跟踪基波信号,以半周期为采样更新速度,应用 小波变换法对信号的基波分量进行递推式预报,并取其与实时信号之差做为参 考,然后产主与之大小相等、相位相反的信号作为 HUPQC的实时补偿指令信 号。硬件实现采用DSP技术,软件应用Mallat算法,速度快,抗噪声性能好。 仿真与实验结果表明,预测检测可有效地避免坐标变换或采样、计算过程引起 的时滞,改善 HwQC补偿的实时性,从而提高调节系统的补偿精度,为实现 对配电系统中电能“污染”的治理提供了一种较理想的信号检测方法。 对于电能质量调节器来讲,PWM跟随指令参考信号的控制性能在很大程度 上影响着装置的补偿效果,本文选择无差拍电压空间矢量控制为系统控制策略, 这种控制方法具有采样频率低,开关频率与采样频率的差距小,能有机地产主 零矢量、跟踪精确以及无抖振等优点,动态响应快。研究中针对无差拍控制性 能受系统参数变化的影响,提出了应用“在线限定记忆最小二乘”的参数辨识 方法,分期实时地修正其控制参数,使之对系统的参数变化具有自适应性。仿 真结果表明,本文提出的控制参数自适应的无差拍矢量控制方法,可以改善 PWM的跟随控制特性,进而有利于电能质量调节系统性能的改善。 电能质量的监测分析是改善电力系统电能质量的基础工作,本文应用快速 傅立叶变换(FFT)和小波变换技术,提出电能质量的混合分析方法,针对电能 扰动成分的特点,进行分别处理。对于反复出现的周期性的扰动信号,采用FFT 方法提取扰动信息,而对于瞬态扰动信号则应用小波变换小尺度分解对信号奇 异性敏感的特点,使用Mallat算法提取瞬态扰动信息,以此降低小波分解的尺 度:同时对信号的小波系数进行了的阀值压缩,有效地减少了电能质量全程监 测数据的存储量。 电能质量监测分析系统是 HUPQC的组成部分之一,作者设计并成功地研 制了一台电能质量监测分析实验样机。其主体设计采用DSP芯片为核心,系统 主要由下位机、上位机和数据通讯等构成,实现了就地采样、分析、液晶显示 和短时储存:远方计算机展示和数据库管理等功能。试验结果表明,该样机可 以进行电能质量全过程监测以及分析谐波和典型的瞬态干扰信息,捕捉信息的 速度可达一r级。它目前己通过现场试验,并在进行产品化设计。 ·见且- 大连理工大学博士论文 通过本文的工作,希望为研制新型实用的电能质量调节器打下基础,为改善 电能质量,消除电力污染,完成 10kV配电网络电能质量综合调节系统的实用化 做出贡献。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 白玉福;单机补偿电容器的应用[J];林业科技情报;2000年02期
2 翁利民,陈灵欣,靳剑峰;电能质量的性能指标与改善方法[J];电力电容器;2004年01期
3 莫俊雄,汪志东,徐义;关于电能质量监测网的若干问题探讨[J];电网技术;2001年07期
4 李震梅,杨爱军,谷笑娜;基于虚拟仪器的电能质量监测和分析的软件设计[J];山东理工大学学报(自然科学版);2004年05期
5 滕林,潘贞存;电能质量及其监测方法[J];国际电力;1998年04期
6 杨淑英;电能质量测量方法及其监测装置研究[J];华北电力大学学报;2003年05期
7 杨淑英;电能质量监测装置研究[J];电力系统及其自动化学报;2004年02期
8 马俊华;“城市配电网电能质量综合治理研究”通过成果鉴定[J];江苏电机工程;2005年02期
9 孙英涛,孙莹,王砥凡;电力载波系统基础上的远程电能质量监测[J];继电器;2002年03期
10 杨杰,赖声礼,秦华标;用MATLAB与Visual C++混合编程技术开发的电能质量检测系统[J];电测与仪表;2003年03期
11 金广厚,宋建永,程晓荣;基于模糊神经网络的电能质量指标的经济性评估[J];电力系统及其自动化学报;2004年06期
12 王永刚,于继来,柳焯;利用纵横向调节改善三相不对称系统电能质量的研究[J];电力系统自动化;1995年08期
13 陈警众;电能质量讲座 第三讲 改善电能质量的新设施(上)[J];供用电;2000年05期
14 邵振国,堵俊;一种提取电力系统谐波的快速算法[J];电力自动化设备;2003年02期
15 林海雪;;关于加强电能质量管理的几个问题[J];电力设备;2003年01期
16 陈小波;手持式电能质量分析仪LEM 3PQII在通信领域的应用[J];通信世界;2004年30期
17 宋晓凯;张林;林烽;陈栋新;;PQW型电能质量在线监测网络的研制开发[J];河南电力;2004年04期
18 田立军,秦英林,孙晓明;变压器空载合闸导致电能质量问题研究[J];电力自动化设备;2005年03期
19 程彦华;;电能质量问题及改进措施[J];青海电力;2005年04期
20 赵玲;周徐达;;新型电压控制式有源电力滤波器(APF)的设计[J];华东电力;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨振宇;赵剑锋;唐国庆;;电能质量的经济评估以及改善方案的净现值确定[A];江苏省电工技术学会成立十周年庆典暨2004年学术年会论文集[C];2004年
2 朱涛;李文云;吴琛;李玲芳;申洪;黄镔;;风电场并网对地区电网电能质量的影响分析[A];战略性新兴产业的培育和发展——首届云南省科协学术年会论文集[C];2011年
3 赵春枝;;提高城市供电系统供电电能质量的研究[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(上册)[C];2002年
4 郑港;邱佑存;周德钧;;电能质量及补偿控制技术方案探讨[A];第七届全国电技术节能学术会议论文集[C];2003年
5 任永峰;李含善;云怀中;白云;刘广忱;;三相三线制下并联混合型电能质量补偿器的研究[A];冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
6 耿云玲;王群;何怡刚;;典型电能质量扰动信号的小波检测[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集(上册)[C];2004年
7 何益宏;刘进军;叶英华;李红雨;卓放;王兆安;;一种基于双变流器结构的通用电能质量控制器[A];第11届全国电气自动化电控系统学术年会论文集[C];2002年
8 陈海宴;崔东艳;聂辉哲;;小波变换在电力系统应用中的发展前景研究[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
9 李加升;柴世杰;;电能质量谐波间谐波在线快速检测方法研究[A];2008中国电力系统保护与控制学术研讨会论文集[C];2008年
10 张大鹏;朴在林;许童羽;陈春玲;;嵌入式电能质量分析设备的设计[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(下册)[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙辉;配电网络电能扰动辨识与电能质量调节研究[D];大连理工大学;2002年
2 管春;电能质量综合检测与分析系统研究[D];重庆大学;2011年
3 刘昊;基于时域特性分析的电能质量分析与评估方法的研究[D];中国矿业大学;2009年
4 谭亲跃;大容量脉冲功率系统对电能质量的影响研究[D];华中科技大学;2011年
5 赵勇;小波变换与匹配追踪电能质量分析方法研究[D];北京化工大学;2011年
6 高晓芝;微网控制策略与电能质量改善研究[D];天津大学;2012年
7 冯小明;动态电压恢复器理论及仿真研究[D];中国农业大学;2005年
8 刘颖英;串联型电能质量复合调节装置的补偿策略研究[D];华北电力大学(北京);2010年
9 刘飞;中高压系统并联型混合有源电力滤波器研究[D];华中科技大学;2005年
10 王宾;配电系统电压跌落问题的研究[D];山东大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 胡海兵;电能质量实时检测的研究[D];浙江大学;2003年
2 谭子求;基于DSP的电能质量在线监测装置的研究[D];武汉大学;2004年
3 何东;基于DSP的高性能电能质量分析仪数据接口的研制[D];华北电力大学(北京);2005年
4 赵菲;新型电能质量监测装置的研制[D];中国农业大学;2004年
5 俞峰;电能质量监测软件的研究和开发[D];西南交通大学;2003年
6 李豪举;电力推进船舶电能质量分析[D];江苏科技大学;2010年
7 周俭节;基于DSP的电能质量在线监测装置的设计与实现[D];合肥工业大学;2010年
8 周世平;电压质量监测与分析系统的开发[D];西安理工大学;2004年
9 秦东;地区电能质量监测与管理系统的设计与实现[D];四川大学;2003年
10 浣威;配电网高压电能质量综合补偿装置的研究[D];湖南大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 刘超辉;电能质量离仲裁还有多远[N];中国电力报;2003年
2 张哲;欧盟亚洲电能质量投资项目在华启动[N];中国电力报;2008年
3 ;电能质量关乎电网健康[N];中国电力报;2004年
4 人微;电能质量小常识[N];中国电力报;2004年
5 胡俊霞曹建萍;电能质量在线监测仪——为奥运供电保障加道保险[N];国家电网报;2008年
6 王靖;柔性直流输电技术项目启动[N];国家电网报;2008年
7 记者 吴国瑛;电网“污染”岂容小觑[N];上海科技报;2006年
8 薛枫 周昕峰;通辽局首套电能质量在线监测系统投运[N];东北电力报;2011年
9 本报记者 方彬 通讯员 孙国彬 王宏兴;提高电能质量有路可寻[N];中国电力报;2004年
10 王国柱;唐山供电QC小组技术创新获奖[N];中国电力报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978