【正文】 分類號 密級 UDC注1 學 位 論 文精機熱加工廠電能質(zhì)量分析與 治理方案研究（題名和副題名）張文強（作者姓名）指導教師姓名 楊 偉 副教授 企 業(yè) 導 師 高級工程師 申請學位級別 工程碩士 專業(yè)名稱 電力系統(tǒng)及其自動化 論文提交日期 論文答辯日期 學位授予單位和日期 南 京 理 工 大 學 答辯委員會主席 評閱人 年 月 日注1：注明《國際十進分類法UDC》的類號。49 / 59工程碩士學位論文熱加工廠電能質(zhì)量的分析與治理方案研究作 者：張文強指導教師：楊 偉 副教授 高級工程師南京理工大學2012年12月power quality analysis and managementByZhang Wen QiangSupervised by Associate Prof. Yang Wei S. E. Nanjing University of Science amp。 TechnologyDecember, 2012聲 明本學位論文是我在導師的指導下取得的研究成果，盡我所知，在本學位論文中，除了加以標注和致謝的部分外，不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得任何教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。與我一同工作的同事對本學位論文做出的貢獻均已在論文中作了明確的說明。研究生簽名： 年 月 日 學位論文使用授權(quán)聲明南京理工大學有權(quán)保存本學位論文的電子和紙質(zhì)文檔，可以借閱或上網(wǎng)公布本學位論文的全部或部分內(nèi)容，可以向有關(guān)部門或機構(gòu)送交并授權(quán)其保存、借閱或上網(wǎng)公布本學位論文的全部或部分內(nèi)容。對于保密論文，按保密的有關(guān)規(guī)定和程序處理。研究生簽名： 年 月 日摘 要電能質(zhì)量關(guān)系到整個電電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、可靠運行。隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，大量電力電子設(shè)備和非線性負荷在電力系統(tǒng)中的應用，注入電網(wǎng)中的諧波越來越來，對電網(wǎng)及用電設(shè)備造成了很大的危害，致使電能質(zhì)量不斷惡化，甚至惡化電網(wǎng)的運行狀況。隨著電力部門及電力用戶對電能質(zhì)量的要求越來越高，因此有效的治理電網(wǎng)中的諧波，提高電能質(zhì)量變得尤為重要。論文首先闡述了電能質(zhì)量的基本內(nèi)容，諧波的基本概念以及國內(nèi)外對諧波的研究現(xiàn)狀；然后對諧波的來源、主要危害、評判標準進行了詳細的闡述，概述了治理諧波的相關(guān)方法；針對某熱加工廠現(xiàn)狀，建立系統(tǒng)仿真模型，分析了系統(tǒng)兩段母線分列和并列運行時的電能質(zhì)量相關(guān)指標，其中的諧波電流、諧波電壓和功率因數(shù)存在不合格問題；在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了治理方案，采用靜止無功發(fā)生器(SVG)和無功補償裝置(FC)在母線側(cè)進行補償，計算了相應的補償容量和相應的裝置的配置參數(shù)；通過CYME PSAF仿真軟件對系統(tǒng)模型進行了仿真，結(jié)果表明補償后的系統(tǒng)母線側(cè)的諧波電流、諧波電壓和功率因數(shù)均滿足要求。因而該方法對消除諧波，改善電能質(zhì)量有實際意義。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；電能質(zhì)量；諧波；SVG；CYME PSAFABSTRCTThe power quality relates to the whole electric power system safety, stability, economic and reliable operation. With the highspeed development of national economy, a large number of power electronic equipment and nonlinear load have been applied in the power system .More and more harmonic wave injecting into the electric network, causes great harm to the electric equipment, deteriorates the power quality , and worsens the operational status of the power grid. As the electric power department and power users to power quality requirements more and more high, effective management in the grid harmonic and good power quality is particularly important.This paper focuses on the theme of power quality. Firstly, this paper expounds the basic contents of the power quality, the basic concept of the harmonic wave and the research status about harmonic wave at home and abroad. Then describe the harmonic source, main hazards and evaluation criteria in detail. Summarize the related approaches of the harmonic management. In view of present situations of some thermal processing factories, establish the system simulation model. Analysising the situation, two buses are in the parse operation or the parallel operation, it can be found that current harmonics, harmonic voltage and power factor are not qualified. Use SVG and FC to pensate on the bus side in this paper, and design the corresponding pensation capacity and the corresponding device configuration parameters.Finally, simulate the system model by the CYME PSAF simulation software. Through observing the simulation waveform, it can be found that harmonic current and harmonic voltage and power factor of the bus side do meet the requirements. The simulation results show that this method is rational and efficient, eliminating harmonic have practical significance, and improving the quality of power.Key words: power system。 power quality。 harmonic wave。 SVG。 CYME PSAF目 錄摘 要 IABSTRCT II1 緒論 1 課題的研究背景與意義 1 電能質(zhì)量 1 電能質(zhì)量概述 1 電能質(zhì)量特點 2 電能質(zhì)量問題的起因 2 諧波的相關(guān)概念 3 國內(nèi)外諧波研究現(xiàn)狀 3 .1國外諧波研究現(xiàn)狀 3 國內(nèi)諧波研究現(xiàn)狀 4 論文的主要工作 42 電能質(zhì)量理論 6 6 電壓偏差 6 頻率偏差 6 電壓波動和閃變 6 三相電壓不平衡 7 諧波含量 7 諧波的檢測與分析 7 諧波的主要危害和影響 8 諧波分析方法 8 諧波的治理及改善措施 8 SVG的工作原理與控制 8 9 9 本章小結(jié) 93 精機熱加工廠電能質(zhì)量現(xiàn)狀分析 10 仿真軟件背景介紹 11 A、B兩段母線并列運行時的電能質(zhì)量問題 12 諧波電流 13 16 功率因數(shù) 18 A、B兩段母線分列運行時的電能質(zhì)量問題 19 19 諧波電壓 21 諧波電流 24 本章小結(jié) 254 治理方案設(shè)計 26 26 A、B段母線電能質(zhì)量治理裝置的配置參數(shù) 26 本章小結(jié) 275精機熱加工廠治理后電能質(zhì)量分析 28 治理效果分析（A、B兩段母線并列運行時） 28 諧波電流 28 諧波電壓 30 功率因數(shù) 34 治理效果分析（A、B兩段母線分列運行時） 34 諧波電流 34 諧波電壓 36 功率因數(shù) 39 濾波器安全性分析 40 過電流校驗 40 過電壓校驗 40 運行安全穩(wěn)定性 41 本章小結(jié) 436 總結(jié)與展望 44致 謝 45參考文獻 461 緒論 課題的研究背景與意義一個理想的電力系統(tǒng)常常以恒定的頻率和要求的電壓，按照正弦波的形式，向用戶提供電能。但是在實際的應用中，由于在輸送過程中各種各樣的干擾或者影響，電能受到了破壞，所以在用戶端接受到的電能常常會發(fā)生畸變。在當前，由于不對稱負荷的增加，沖擊性負荷的增加，使得影響電能質(zhì)量的因素越來越多，從而引起電能質(zhì)量越來越差。 電能質(zhì)量不僅與發(fā)電、輸電和供電系統(tǒng)有關(guān)，其還和電網(wǎng)中的非線性負荷有關(guān)，為了降低生產(chǎn)過程中由于電能質(zhì)量差引起的生產(chǎn)損失和因此而造成的事故，所以加強電能管理變成越來越重要。在電能質(zhì)量的多項指標中，受干擾性負荷影響最普遍的是諧波。隨著非線性負荷的快速增長，電網(wǎng)的諧波水平也在不斷提高。由于諧波干擾引起的電氣設(shè)備異常和事故有逐年增加的趨勢。諧波對電網(wǎng)的污染，危及到各種用電設(shè)備的運行安全和使用壽命，因此，研究和分析諧波產(chǎn)生的原因、危害和抑制諧波的措施具有重要的實際意義[12]。 電能質(zhì)量電能是一種清潔、高效的能源，是社會經(jīng)濟快速發(fā)展的重要物質(zhì)保證，是各種高新技術(shù)，尤其是信息技術(shù)應用的前提。近年來，隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的不斷發(fā)展和電力市場的不斷的完善，各種電力用戶對電能質(zhì)量的要求也越來越高，對電能應用過程中出現(xiàn)的各種質(zhì)量問題越來越重視。隨著電力市場的形成和推進，電力用戶不僅對電力數(shù)量有不斷的增長需求，對電能質(zhì)量的要求也越來越高。為用戶提供安全、可靠、清潔的電力能源成為電力部門獲取利潤的先決條件，也是實現(xiàn)良好的社會效益的唯一手段，因此，電能質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到電力工業(yè)在內(nèi)的工商業(yè)系統(tǒng)，乃至整個國民經(jīng)濟的發(fā)展前景，具有不可忽略的實現(xiàn)意義和戰(zhàn)略意義[4]。本節(jié)將就電能質(zhì)量相關(guān)問題做一簡要介紹。 電能質(zhì)量概述一個理想的電力系統(tǒng)應以恒定頻率(50Hz)的正弦波形，按規(guī)定的電壓水平對用戶供電。在三相交流電力系統(tǒng)中，各相的電壓和電流應處于幅值大小相等，相位相差120度的對稱狀態(tài)。由于系統(tǒng)各元件(發(fā)電機、變壓器、線路等)參數(shù)并不是理想線性或?qū)ΨQ的，負荷性質(zhì)各異且隨機變化，加之調(diào)控手段的不完善以及運行操作、外來干擾和各種故障等原因，這種理想狀態(tài)實際上并不存在，由此產(chǎn)生了電網(wǎng)運行、電氣設(shè)備和用電中的各種各樣的問題，也