電力系統(tǒng)諧波分析與抑制技術(shù)的分析諧波畢業(yè)論文(文件)
【正文】 致 謝論文即將完成，大學(xué)生活將要結(jié)束，我也將步入社會。雖然本次設(shè)計鞏固并加深了對所學(xué)專業(yè)知識認(rèn)識，但由于自身水平有限，加之時間倉促的影響，其中還存在許多不足之處，懇請老師審閱并給予批評指正。通過此次設(shè)計，進(jìn)一步加深了對所學(xué)專業(yè)知識的理解，使自己對三年來所學(xué)的專業(yè)知識有了一個系統(tǒng)、全方位的認(rèn)識。在以后的工作中，應(yīng)在建模時將經(jīng)濟(jì)因素對用電量的影響加以考慮，這樣的 得到的預(yù)測模型適用性更強(qiáng)。對于夏季積溫效應(yīng)及最大負(fù)荷預(yù)測問題，本文分析夏季日最大負(fù)荷的特性，并重點研究了積溫效應(yīng)的表現(xiàn)形式、特點和它對夏季日最大負(fù)荷的影響。對于信號中含有間斷點的情況，只能使用小波分析。為了對比分析的方便，我們?nèi)匀皇遣捎秒x散小波變換對信號模型一至四進(jìn)行仿真分析。在電網(wǎng)中電壓和電流的基波頻率均為=50Hz，我們考慮含有3，5，7次諧波的情況。根據(jù)實際電網(wǎng)中的諧波情況和仿真分析的需要，我們構(gòu)建出若干類信號模型。怎樣合理的建立諧波信號模型是一個很關(guān)鍵的問題，也是研究的一個難點之一。負(fù)載變化對諧波補償效果的影響。無源濾波器由LC等被動元件組成，將其設(shè)計為某頻率下極低阻抗，對相應(yīng)頻率諧波電流進(jìn)行分流，其行為模式為提供被動式諧波電流旁路通道；而有源濾波器由電力電子元件和DSP等構(gòu)成的電能變換設(shè)備，檢測負(fù)載諧波電流并主動提供對應(yīng)的補償電流，補償后的源電流幾乎為純正弦波，其行為模式為主動式電流源輸出。而采用三電平技術(shù)，可以用耐壓較低的管子組成耐壓較高的變流器系統(tǒng)，可以直接連接到電壓較高的電網(wǎng)上，同時保證較好濾波效果和單機(jī)容量。通常兩電平逆變器的直流母線電壓是交流電網(wǎng)電壓有效值的2倍。在計算電流響應(yīng)速度時，起作用的將是全部直流母線電壓，而輸出電感的減半，將加快電流的響應(yīng)速度，增強(qiáng)濾波效果，提高單機(jī)容量。但是，開關(guān)頻率的提高帶來的是更高的開關(guān)損耗以及驅(qū)動損耗，有源電力濾波器的單機(jī)容量會受到限制，而對于更高電壓等級的有源電力濾波器，高壓的IGBT根本就不允許那么高的開關(guān)頻率。直流母線電壓越高，電流響應(yīng)越快；輸出電感越大，電流響應(yīng)越慢。而逆變器期望的輸出電流是由電流環(huán)所控制。一般的有源電力濾波器是一個電流模式控制的電壓源逆變器。而電流型有源濾波器在工作時需對直流側(cè)電感電流進(jìn)行控制，使直流側(cè)電流維持不變，因而逆變器交流側(cè)輸出為PWM電流波。根據(jù)同樣的原理，電力有源濾波器還能對不對稱三相電路的負(fù)序電流分量進(jìn)行補償。 Satons有源電力濾波器通過電流互感器檢測負(fù)載電流，并通過內(nèi)部DSP計算，提取出負(fù)載電流中的諧波成分，然后通過PWM信號發(fā)送給內(nèi)部IGBT,控制逆變器產(chǎn)生一個和負(fù)載諧波電流大小相等，方向相反的諧波電流注入到電網(wǎng)中，達(dá)到濾波的目的。 對于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信、有線電視、報警與樓宇自動化等弱電設(shè)備，電力系統(tǒng)中的諧波通過電磁感應(yīng)、靜電感應(yīng)與傳導(dǎo)方式耦合到這些系統(tǒng)中，產(chǎn)生干擾。 對于漏電斷路器來說，由于諧波匯漏電流的作用，可能使斷路器異常發(fā)熱，出現(xiàn)誤動作或不動作。尤其是負(fù)序諧波在電動機(jī)中產(chǎn)生負(fù)序旋轉(zhuǎn)磁場，形成與電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)矩，起制動作用，從而減少電動機(jī)的出力。除此之外，諧波還導(dǎo)致變壓器噪聲增大，變壓器的振動噪聲主要是由于鐵心的磁致伸縮引起的，隨著諧波次數(shù)的增加，振動頻率在1KHZ左右的成分使混雜噪聲增加，有時還發(fā)出金屬聲。再者，在諧波嚴(yán)重的情況下，還會使電容器鼓肚、擊穿或爆炸。,但如果諧波含量較高,超出電容器允許條件,就會使電容器過電流和過負(fù)荷,損耗功率超過上述值，使電容器異常發(fā)熱，在電場和溫度的作用下絕緣介質(zhì)會加速老化。另外，相同頻率的諧波電壓與諧波電流要產(chǎn)生同次諧波的有功功率與無功功率，從而降低電網(wǎng)電壓，浪費電網(wǎng)的容量。晶體管繼電器雖然具有許多優(yōu)點，但由于采用了整流取樣電路，容易受諧波影響，產(chǎn)生誤動或拒動。 電力系統(tǒng)諧波的危害電力系統(tǒng)諧波的危害是多種多樣的，但不能忽視，諧波的危害往大說影響電力設(shè)備和用電設(shè)備，往小了說影響千萬家用戶的身體健康，千萬馬虎不得。然而在對諧波電流進(jìn)行動態(tài)抑制時，不必分解出各次諧波分量，只需檢測出除基波電流外的總畸變電流，但對出現(xiàn)諧波的時間感興趣，對于這一點，傅里葉變換無能為力。該方法基于自適應(yīng)干擾抵消原理，將電壓作為參考輸入，負(fù)載電流作為原始輸入，從負(fù)載電流中消去與電壓波形相同的有功分量，得到需要補償?shù)闹C波與無功分量。 90年代提出的“d－q”理論進(jìn)一步發(fā)展和完善了“p－q”理論，該理論提出的檢測方法解決了三相電壓非正弦、非對稱情況下三相電路諧波和基波負(fù)序電流的檢測。根據(jù)該理論，可以得到瞬時有功功率p和瞬時無功功率q，p和q中都含有直流分量和交流分量，即：BR p式中分別為p、q的直流分量，即為對應(yīng)的交流分量。帶通選頻方法采用多個窄帶濾波器，逐次選出各次諧波分量利用FFT變換來檢測電力諧波是一種以數(shù)字信號處理為基礎(chǔ)的測量方法，其基本過程是對待測信號（電壓或電流）進(jìn)行采樣，經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換，再用計算機(jī)進(jìn)行傅里葉變換，得到各次諧波的幅值和相位系數(shù)。第四章：總結(jié)與展望對答辯論文己完成的工作做出總結(jié)。本論文的主要框架如下：第一章：緒論主要介紹了電力系統(tǒng)諧波的研究的目的和電力系統(tǒng)諧波的研究的意義。電力系統(tǒng)各基本元件的諧波模型是電力系統(tǒng)諧波分析的基礎(chǔ),而諧波源的諧波模型對諧波分析精度具有更重要的作用。這些設(shè)備由于自身的工作特點，即使供給理想的正弦波電壓，它們?nèi)∮玫碾娏饕彩欠钦业?，即有諧波電流存在。諧波的頻率必然也等于基波的頻率的整數(shù)倍，基波頻率3倍的波稱之為三次諧波，基波頻率5倍的波稱之為五次諧波，以此類推。泛音是物理學(xué)上的諧波，但次數(shù)的定義稍許有些不同，基波頻率2倍的音頻稱之為一次泛音，基波頻率3倍的音頻稱之為二次泛音，以此類推。從廣義上講，由于交流電網(wǎng)有效分量為工頻單一頻率，因此任何與工頻頻率不同的成分都可以稱之為諧波，這時“諧波”這個詞的意義已經(jīng)變得與原意有些不符。因此消除諧波污染，已成為電力系統(tǒng)，尤其是電力電子技術(shù)中的一個重大課題。諧波研究的意義，是因為諧波的危害十分嚴(yán)重，諧波使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低，使電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀，還會引起供電電壓畸變，增加用電設(shè)備消耗的功率，降低系統(tǒng)的功率因數(shù)，增加輸電線路的損耗，縮短輸電線壽命，增加變壓器損耗，對電容器有很大影響，造成繼電保護(hù)、自動裝置工作紊亂，增加感應(yīng)電動機(jī)的損耗，使電動機(jī)過熱，造成換流裝置不能正常工作，引起電力計量誤差，干擾通信系統(tǒng)，對其它設(shè)備造成影響。并進(jìn)而采取相應(yīng)的抑制措施，是一項非常迫切的任務(wù)?？墒乾F(xiàn)代電力系統(tǒng)對電能形態(tài)提出了新的要求，具體表現(xiàn)為借助電力電子裝置引入功率變換技術(shù)，對功率電子的流動進(jìn)行通斷控制，以滿足用戶對頻率、電壓、電流、波形及相數(shù)的要求。20世紀(jì)80年代以來，電力電子學(xué)已逐漸成為一門新興交叉邊緣科學(xué)，與此相對應(yīng)的現(xiàn)代電力電子技術(shù)也得到迅速發(fā)展。 瞬時無功功率理論ABSTRACTWith the development of electric power systems as well as the opening up of electricity markets, power quality problems has attracted wide attention. Due to various nonlinear loads
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