统一电能质量调节器滤波技术研究

论文摘要

现代电力系统的负荷构成变化以及电力市场化进程的深入,使电能质量问题日益突出。电压暂降与中断等暂态电能质量现象,因其发生的频繁性、随机性以及对敏感设备的严重危害性而备受关注,已经成为电能质量分析的研究重点。因此为采取合理措施提高电能质量,对暂态电能质量进行检测与控制也就成了首要解决的问题。暂态电能质量主要以扰动电压的幅值和持续时间作为特征指标。快速准确地对暂态扰动信号进行检测至关重要。本文介绍了傅立叶变换法、小波变换法、人工神经网络法和基于瞬时无功功率的dq变换法多种暂态电能质量的检测算法,分析总结了各算法的优缺点及适用范围。本文将最为常用、算法简单、易于实现的dq变换法和顺序形态变换法相结合,提出了一种新的基于dq变换暂态电能质量检测算法。该方法首先对信号进行双dq变换和无时延单相dq变换,然后由顺序形态低通滤波器滤波后得出电压基波正序、负序和零序分量,最后计算出各相扰动电压的幅值、持续时间和相位跳变角,并进行了仿真。统一电能质量调节器可以补偿电压的暂降、暂升、不对称、闪变、波动和谐波等,良好的动态性能和容量上的相对优势使其成为治理动态电压问题最有效的手段之一。本文首先分析了统一电能质量调节器的拓扑结构、补偿原理和补偿策略。然后对现有的滞环控制、脉宽调制和自适应控制方法进行了分析,建立了统一电能质量调节器仿真模型,并对基于dq变换的顺序形态滤波检测算法和控制策略进行仿真分析,仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景与意义
• 1.2 暂态电能质量
• 1.3 统一电能质量调节器的研究现状
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 暂态电能质量检测方法
• 2.1 傅立叶变换法
• 2.1.1 傅立叶变换基本理论
• 2.1.2 傅立叶变换法的局限性
• 2.2 小波变换法
• 2.2.1 小波变换分析及算法
• 2.2.2 小波变换的奇异性检测理论及应用
• 2.3 人工神经网络技术
• 2.3.1 人工神经网络及激活函数
• 2.3.2 人工神经网络模型分类
• 2.4 小结
• 第三章 基于dq 变换的暂态电能质量检测方法
• 3.1 基于瞬时无功功率理论的dq 变换法
• 3.2 基于双dq 变换的正负序检测算法
• 3.3 零序的无时延dq 检测算法
• 3.4 顺序形态滤波算法
• 3.4.1 数学形态学原理
• 3.4.2 顺序形态滤波算法
• 3.5 基于dq 变化的顺序形态滤波算法
• 3.5.1 顺序形态滤波器的设计
• 3.5.2 仿真试验结果及分析
• 3.6 小结
• 第四章 统一电能质量调节器及其补偿控制策略
• 4.1 UPQC 主电路拓朴结构
• 4.1.1 UPQC 串联补偿部分单相主电路结构
• 4.1.2 UPQC 并联补偿部分单相主电路结构
• 4.1.3 UPQC 主电路拓朴结构的确定
• 4.2 UPQC 主电路设计思想
• 4.2.1 UPQC 逆变电路
• 4.2.2 UPQC 耦合方式
• 4.2.3 输出侧滤波器
• 4.2.4 能量获取方式
• 4.3 UPQC 补偿策略
• 4.3.1 UPQC 串联补偿策略
• 4.3.2 UPQC 并联补偿策略
• 4.3.3 UPQC 常用补偿策略
• 4.4 UPQC 谐波电流控制方法
• 4.4.1 电流滞环比较控制法
• 4.4.2 脉宽调制技术法
• 4.4.3 自适应控制法
• 4.4.4 其他控制方法
• 4.5 小结
• 第五章 仿真分析
• 5.1 检测部分的仿真
• 5.2 控制部分的仿真
• 5.3 暂态及稳态电能质量现象及仿真
• 5.4 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 附录（攻读硕士学位期间发表论文目录及参与项目）
• 致谢