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电力系统电能质量分析方法的研究

肖冰  
【摘要】:随着科技的迅猛发展,电网负荷加大,特别是非线性负荷及冲击性、波动性负荷,使得电网出现谐波、电压跌落、电压波动和闪变、三相不平衡、频率偏移等电能质量问题。 本论文首先介绍了电能质量问题的定义与种类、危害和补偿方法。在各种电能质量问题中,电压跌落是危害最严重的动态电能质量问题,而且随着大功率冲击性、波动性负荷大量接入电网,使得某些供电系统的电压波动达到了不能容忍的程度。这表明动态电能质量问题已成为目前影响供电可靠性的主要干扰。然而,人们对于电能质量中诸如谐波、电压偏差、频率偏移等方面的研究相对电压跌落、电压波动和闪变来说要多得多,研究得也较成熟。对电压跌落、电压波动和闪变的研究则起步比较晚,还存在许多问题。因此,本论文确定将电能质量问题中的电压跌落和电压波动及闪变现象作为主要研究对象。 对于电压跌落,将各文献上提出的检测算法作了分析和比较指出其优缺点,进而确定以派克变换理论为基础,提出一种基波电压正序分量的离散检测新算法,对dqO坐标系下直流分量的提取作了改进,用复化积分代替了滤波器滤除谐波。该方法不受电压畸变影响,并能应用于具有不对称负荷的情况,具有动态响应时间为半个工频周期,检测结果精度高而且稳定,易于在DSP编程实现等优点。采用Matlab对电压跌落检测算法进行研究。实验结果表明该方法能正确地检测电压跌落的幅值、持续时间和相位跳变的信息。 对于电压波动和闪变,首先总结了各文献上提出的检测算法,提出了利用Hilbert变换(HT)对配电系统中的电压闪变水平进行实时检测,该方法在数学上更简单,实现更容易。而且,HT能够检测配电系统中的电压闪变和系统频率的变化,精度高,使电压闪变补偿装置更容易控制。采用了不同的电压闪变信号验证该方法。通过Matlab仿真,简述了影响检测精度的不同因素。仿真结果验证了HT的检测能力,表明HT在检测电压闪变方面具有良好的性能。 根据国际电工委员会(IEC)的有关标准,衡量电压波动和闪变的主要指标是短时间闪变值P_(st),该文又研究了IEC闪变仪的模拟和数字化实现。首先介绍了


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