采油厂供配电系统的谐波分析与治理研究

论文摘要

随着各种非线性电力电子装置的广泛应用,电力系统的谐波污染也日趋严重,谐波治理已经成为科学家日益关注的问题,而谐波检测技术是实现谐波治理和无功补偿的关键。由于谐波固有的非线性、随机性、分布性、非平稳性和影响因素的复杂性等特征,许多常规的检测方法如傅里叶变换难以对谐波进行准确测量。小波变换因其具有良好的时频局部化特性,是电力系统谐波检测中新的研究方向。本文首先介绍了电力系统谐波的基本概念、谐波产生的原因、谐波危害、阐述了传统谐波测量方法及其不足。然后探讨了连续小波变换、离散小波变换、小波包变换等小波变换理论中几种重要的变换方法,分析了这几种小波变换的时频特性。并且对大庆油田有限责任公司第七采油厂配电网的谐波情况进行了检测和分析,针对存在的谐波状况,分别用Haar小波分析方法、dbN小波分析方法和小波包分析方法对谐波电流进行Matlab仿真分析。通过谐波重构和误差计算,可以看出小波分析能够较好地将基波分离出来,具有快速性和准确性。得出小波包变换能将频带进行多层次划分,能对多分辨分析无法进行的高频部分细分进行进一步分解,能更好地分解出谐波信号的基波、谐波和其它扰动信号的结论。因此,小波包变换得到了更广泛的应用。最后提出了常用的谐波治理方案,为谐波治理打下了良好的基础。综上所述,通过本文研究,不但能够比较直观地看到小波分析方法在谐波检测中的应用效果,而且为基于小波变换方法的有源滤波器设计和制造提供了一种很好的研究方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 电能质量概述
• 1.1.2 电能质量的定义
• 1.2 电力系统谐波的产生原因
• 1.3 电力系统谐波的危害
• 1.4 谐波分析的意义
• 1.5 谐波分析的国内外现状
• 1.5.1 总述
• 1.5.2 国内谐波研究的现状
• 1.6 本课题的来源及主要研究内容
• 第2章 电力系统谐波抑制方法综述
• 2.1 采用模拟滤波器测量谐波
• 2.2 基于傅立叶变换的谐波检测与分析方法
• 2.3 基于瞬时无功功率的谐波测量
• 2.4 基于人工神经网络的谐波估计
• 2.5 小波分析在谐波测量中的应用
• 2.6 国内外谐波测量的现状和发展趋势
• 2.7 本章小结
• 第3章 小波理论分析
• 3.1 小波理论分析介绍
• 3.2 连续小波变换理论
• 3.2.1 小波函数的特点
• 3.2.2 连续小波函数
• 3.2.3 连续小波变换的概念
• 3.3 离散小波变换理论
• 3.4 小波包分析理论
• 3.4.1 小波包的概念
• 3.4.2 小波包的子空间分解
• 3.5 本章小结
• 第4章 小波理论在谐波检测中的应用
• 4.1 谐波检测情况简介
• 4.2 具体测试结果及内容分析
• 4.3 检测方法分析
• 4.3.1 检测方法选择
• 4.3.2 小波多分辨率分析法
• 4.4 仿真实例分析
• 4.4.1 基于Haar小波的谐波仿真分析
• 4.4.2 基于dbN小波的谐波仿真分析
• 4.4.3 基于小波包算法的电力系统谐波分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 谐波治理方案探讨
• 5.1 谐波治理方法综述
• 5.2 电力有源滤波器在消除谐波中的应用
• 5.2.1 电力有源滤波器的基本原理
• 5.2.2 主电路参数设计
• 5.3 有源电力滤波器存在的问题
• 5.4 有源滤波器的发展趋势
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢