电力电子负载下电网无功功率计算及分析

论文摘要

交流电路中,因为感性和容性元件的引入而出现了功率因数,进而产生有功功率、无功功率和视在功率等几种功率存在形式,其中无功功率在正弦电路中被理解为电源和负载以及负载之间的能量交换。然而,随着电力电子负载等非线性负载的广泛应用,电网无功功率定义已经不能简单地理解电路电源和负载以及负载之间的能量交换。本文通过对国内外关于电路无功功率研究现状的介绍,利用现有理论进行功率分析和计算,了解现有理论的优缺点,提出研究新的无功功率定义的必要性;通过对正弦交流电路无功功率情况的介绍,为电力电子负载电路无功功率的研究提供对比;改变传统方式,利用电压和电流有效值和等效电路的方法简化电路分析过程,提出电力电子负载条件下电网无功功率定义以及关系表达式,并进行相应的工程计算。本文主要完成以下工作:1、介绍正弦电路和非线性负载电路无功功率定义的差异及国内外无功功率研究状况,介绍各理论的基本思路和优缺点。2、尝试提出电路功率定义的新思路,认为电路只存在视在功率、有功功率和无功功率三种功率形式,并以单相电力电子负载电路作为研究对象,提出基于有效值的功率定义并形成功率表达式。3、利用几种经典无功功率理论和新定义对典型电力电子负载电路功率情况进行分析和计算,并对各理论进行对比。4、利用实验对新定义进行验证,形成结论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外关于负载无功功率定义的研究进展
• 1.2.1 Bueanu的功率理论
• 1.2.2 Fryze的功率理论
• 1.2.3 IEEE标准1459-2000
• 1.2.4 CPC功率理论
• 1.2.5 三相电路无功功率理论
• 1.3 论文的主要任务
• 1.4 本章小结
• 第二章 基于电路有效值的无功功率定义研究
• 2.1 电阻负载单相半波可控整流电路
• 2.2 阻感性负载单相半波可控整流电路
• 2.3 电阻性负载单相桥式全控整流电路
• 2.4 阻感性负载单相桥式全控整流电路
• 2.5 本章小结
• 第三章 单相半波整流电路的功率分析
• 3.1 电阻性负载电路
• 3.1.1 Budeanu理论
• 3.1.2 Fryze理论
• 3.1.3 IEEE标准1459-2000
• 3.1.4 CPC理论
• 3.1.5 基于电路有效值的无功功率定义
• 3.2 阻感性负载电路
• 3.2.1 Budeanu理论
• 3.2.2 Fryze理论
• 3.2.3 IEEE标准1459-2000
• 3.2.4 CPC理论
• 3.2.5 基于电路有效值的无功功率定义
• 3.3 本章小结
• 第四章 单相桥式整流电路的功率分析
• 4.1 电阻性负载电路
• 4.1.1 Budeanu理论
• 4.1.2 Fryze理论
• 4.1.3 IEEE标准1459-2000
• 4.1.4 CPC理论
• 4.1.5 基于电路有效值的无功功率定义
• 4.2 阻感负载电路
• 4.2.1 Budeanu理论
• 4.2.2 Fryze理论
• 4.2.3 IEEE 标准1459-2000
• 4.2.4 CPC理论
• 4.2.5 基于电路有效值的无功功率定义
• 4.3 本章小结
• 第五章 单相调压电路的功率分析
• 5.1 电阻性负载单相调压电路
• 5.1.1 Budeanu理论
• 5.1.2 Fryze理论
• 5.1.3 IEEE 标准1459-2000
• 5.1.4 CPC理论
• 5.1.5 基于电路有效值的无功功率定义
• 5.2 阻感负载电路
• 5.2.1 Budeanu理论
• 5.2.2 Fryze理论
• 5.2.3 IEEE 标准1459-2000
• 5.2.4 CPC理论
• 5.2.5 基于电路有效值的无功功率定义
• 5.3 本章小结
• 第六章 实验验证
• 6.1 电阻负载单相整流电路验证
• 6.2 阻感负载单相半波整流电路验证
• 6.3 阻感负载单相桥式整流电路验证
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢
• 附表