谐波对电能计量的影响

论文摘要

随着电力电子技术在各工业部门和用电设备上的广泛应用,非线性负载数量越来越多,容量也越来越大:另外,电气化牵引机车的大量使用、大型轧钢设备的投入使用都会使谐波大量注入电网,给电网造成谐波污染,使电力系统电压、电流波形发生畸变。电能是国民经济与人民生活的主要能源之一,电能计量涉及发电、供电、用电三方的经济利益。因此,在市场经济条件下,深入系统地研究谐波对电能计量的影响就显得十分必要。论文首先论述了电能计量在经济结算和技术指标计算上的重要性,阐述了电力系统中谐波存在的普遍性及谐波的严重危害,由此说明研究谐波条件下电能计量的重要意义。通过查阅大量文献资料,论文在介绍了感应式和电子式电能表结构和原理的基础上,分析了它们产生误差的原因。通过谐波下线性负载和非线性负载消耗电能的推导,指出现行计量方式的不合理之处,对计量方式提出改进建议。运用快速傅立叶(FFT)算法推导出解决谐波电能计量的计算公式。运用MATLAB/SIMULINK工具对10kV三相半波整流器负载的谐波电能及谐波指标进行仿真运算。将计算结果与理论分析结论进行对照,证实了线性负载和非线性负载谐波功率方向对电能计量的影响,验证了本文提出的考虑谐波的电能计量方法的合理性和正确性。

论文目录

• 目录
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 电力系统谐波问题
• 1.1.1 谐波的定义
• 1.1.2 谐波的产生及主要谐波源
• 1.1.3 谐波下有功功率的计算
• 1.1.4 谐波的危害
• 1.2 谐波对电能计量影响研究的目的和意义
• 1.3 本课题当前研究状况
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第二章 谐波对感应式电能表的影响
• 2.1 感应式电能表的基本结构
• 2.2 感应式电能表的工作原理
• 2.2.1 三相电路功率的测量
• 2.2.2 感应式电能表的计量原理
• 2.3 感应式电能表在工频正弦条件下的误差分析
• 2.4 谐波对感应式电能表的影响
• 2.4.1 单一谐波电流、电压对感应式电能表的影响
• 2.4.2 谐波功率对感应式电能表计量的影响
• 2.5 本章小结
• 第三章 谐波对电子式电能表的影响
• 3.1 电子式电能表的结构与工作原理
• 3.1.1 基于模拟乘法器的电子式电能表的结构、原理
• 3.1.2 基于数字乘法器的电子式电能表结构、原理
• 3.2 谐波对电子式电能表计量的影响
• 3.2.1 电子式电能表的有功计量方法及误差特性
• 3.2.2 电子式电能表的频率特性
• 3.2.3 谐波情况下电子式电能表计量分析
• 3.3 谐波下电子式电能表计量方式的改进
• 3.3.1 现行计量方式的缺陷
• 3.3.2 一种新的计量方式改进措施
• 3.4 本章小结
• 第四章 FFT算法在电能计量中的应用
• 4.1 傅立叶分析的基本原理
• 4.1.1 非正弦周期变量分解为傅立叶三角级数
• 4.1.2 傅立叶级数的指数形式
• 4.1.3 连续时间系统的傅立叶变换
• 4.1.4 离散傅立叶变换（DFT）
• 4.1.5 快速傅立叶变换
• 4.2 考虑谐波的电能计量的主要指标
• 4.3 基于MATLAB/SIMULINK的实例仿真分析
• 4.3.1 仿真实例模型与步骤
• 4.3.2 仿真结果与数据分析
• 4.3.3 仿真结论
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 学位论文评阅及答辩情况表