电压暂降干扰源的定位研究

论文摘要

随着电力市场化的深入发展，电能质量问题越来越受到电力公司与用户的关注。在众多的电能质量扰动中，电压暂降是发生率较高、造成损失较严重的电能质量问题之一。准确监测电压暂降对分析扰动原因、评估扰动危害具有重要意义，但单纯检测电压特征量只能监测暂降是否发生而不能确定暂降干扰来源，无法明确干扰是由系统故障或不正常运行状态引起的还是干扰负荷造成的。研究电压暂降扰动源的定位问题，不仅有助于电网故障的准确定位，加强故障多发设备监视、实现状态检修，也有助于进一步明确电网与用户的责任与权益，制定合适的治理措施并在电网公司和用户之间合理分担治理资金。另外，电压暂降源定位研究也能为电力监管部门提供必要的电能质量监管手段，为市场环境下明确治理责任和协调纠纷提供依据。迄今为止，对电压暂降的研究主要集中在检测、机理分析及抑制措施等方面，而电压暂降干扰源的定位问题涉及较少。目前已有电压暂降源定位的理论研究一般基于能量、电流和阻抗的特征分析，采用的原理简单、方法明了，但由于对电网模型作了较强的假设，已有的电压暂降干扰源定位方法尚未能满足工程实际应用的需要。论文介绍了半波积分法、瞬时电压d-q变换法、短时傅里叶变换法以及基于小波包变换的平方解调法在电压暂降特征量提取中的应用。通过比较几种算法跟踪电压暂降信号的效果，分析了不同检测方法的适用性。在提取电压暂降的特征量以后，详细推导了电力系统发生电压暂降时的评估步骤，对合理评价系统受电压暂降事件的影响情况具有重要意义。论文提出了一种新的基于d-q坐标系测量阻抗的电压暂降干扰源定位方法。首先将监测点处获得的三相电压和电流经过正交派克变换得到三相瞬时测量阻抗，再根据三相瞬时测量阻抗的特征量来判断电压暂降干扰源相对于监测点的位置。此外，从理论上分析了电动机负载对该定位方法的影响，并运用MATLAB/SIMULINK建立仿真模型并验证了该定位方法在恒阻抗及感应电动机负载下的定位效果。仿真表明，不管系统发生对称或不对称电压暂降，该方法都能有效地判断暂降干扰源相对于监测点的位置。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 电压暂降的监测、评估及定位
• 1.2 电压暂降
• 1.2.1 电压暂降的原因及危害
• 1.2.2 电压暂降和短时中断的解决方案
• 1.3 电压暂降特征量检测的研究现状
• 1.4 电压暂降源定位问题
• 1.5 论文的主要工作
• 第二章 电压暂降的特征量检测
• 2.1 电压暂降的数学模型
• 2.2 电压暂降检测算法
• 2.2.1 半波积分法
• 2.2.2 瞬时电压 d-q 变换法
• 2.2.3 短时傅里叶变换法
• 2.2.4 基于小波包变换的平方解调法
• 2.3 几种检测方法的适用性分析
• 2.3.1 电压暂降幅值检测
• 2.3.2 电压暂降相位跳变的检测
• 2.3.3 电压暂降起止时刻的检测
• 2.3.4 各种检测方法的仿真结果分析
• 2.3.5 适用性分析
• 第三章 电压暂降的评估
• 3.1 电压暂降的特征计算
• 3.2 电压暂降的指标计算
• 3.2.1 单个暂降事件指标计算
• 3.2.2 单个节点的暂降事件指标计算
• 3.2.3 系统的暂降事件指标计算
• 第四章 电压暂降干扰源的定位
• 4.1 引言
• 4.2 基于拟合直线斜率的定位方法
• 4.2.1 双侧电源系统分析
• 4.2.2 单侧电源系统分析
• 4.2.3 该方法的实现步骤
• 4.3 基于有功电流分量的定位方法
• 4.3.1 有功电流分量的概念
• 4.3.2 该方法的实现步骤
• 4.4 基于扰动功率和能量的定位方法
• 4.5 基于评估阻抗的电阻符号的定位方法
• 4.6 基于阻抗继电器的定位方法
• 4.7 基于 MATLAB 的仿真分析
• 4.7.1 三相对称的电压暂降源定位
• 4.7.2 三相不对称的电压暂降源定位
• 4.7.3 小结
• 第五章 基于测量阻抗的电压暂降源定位
• 5.1 引言
• 5.2 三相系统的测量阻抗
• 5.3 电动机负荷对电压暂降源定位的影响
• 5.3.1 感应电动机的机电暂态模型
• 5.3.2 负荷为感应电动机时的测量阻抗
• 5.4 电压暂降源的定位仿真
• 5.4.1 负载为恒阻抗的系统
• 5.4.2 负载含感应电动机的系统
• 5.5 小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历及研究成果