定解降秩变换的时域无功功率分析及基础实验研究

论文摘要

随着电力电子技术的发展,当今电力系统中非线性负载增多,谐波污染日益严重,非正弦电路的功率理论也越来越受到重视。普遍认为正弦条件下的电路中的功率现象已非常明确,但是对于非正弦波下的功率学术界还没有达到共识,提出一种适合于当前电力系统现状的无功定义,并应用于无功功率的补偿是当前的一项重要课题。本文通过分析现有的经典功率定义,指出了现存定义在分析电力电子设备影响日益严重的情况时存在的不足,提出基于时域无功分析的无功定义方法。该方法提出了定解降秩的变换形式,以S.Fryze的时域无功定义为基础,进而对于无功功率的定义,无功功率的物理意义,以及无功的测量、无功的补偿进行研究。文章经过计算和理论分析提出了电源功率最大化原则,提出无功是一种功率形式的波形畸变强度度量。基于本文无功定义,建立适合于非正弦情况下,电力电子设备干扰严重,间断性波形谐波分量大时的无功测量、补偿模型,为无功补偿理论研究打下基础。最后,根据以上分析,设计基础实验模型,通过物理和仿真实例,验证了本文所提出的以定解降秩变换为基础的时域无功功率理论正确性。通过该方法通过电气设备本身固有特性可以简单高效的消除间断,减少谐波,达到无功补偿的目的;与传统定义相比,物理意义较明确,使用通过该方法无功补偿效果优秀。本文还针对平果铝滤波系统实际工程进行时域分析,论证了时域分析的正确性,必要性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题研究的目的及意义
• 1.2 无功功率研究现状与发展
• 1.2.1 无功功率问题
• 1.2.2 无功功率的影响
• 1.3 谐波问题的研究现状与发展
• 1.3.1 谐波问题研究
• 1.3.2 谐波的影响
• 1.4 论文的研究思路与主要工作
• 1.4.1 研究思路
• 1.4.2 本论文主要工作
• 第二章 无功功率分析
• 2.1 传统的无功理论
• 2.1.1 正弦电路的无功功率
• 2.1.2 非正弦电路的无功功率
• 2.2 非正弦波形无功定义的分析
• 2.2.1 非正弦波形的频域分析
• 2.2.2 非正弦波形的时域分析
• 2.3 无功功率补偿装置
• 2.4 电力滤波器
• 2.5 本章小结
• 第三章 定解降秩变换的时域无功功率理论的计算分析
• 3.1 无功分析的定解降秩变换
• 3.2 连续波形的波形畸变现象及分析
• 3.3 单相整流的间断波形畸变现象分析
• 3.3.1 单相半波不控整流电路
• 3.3.2 针对间断波形的无功补偿分析
• 3.4 三相整流电路的功率分析
• 3.4.1 关于三相交流系统中的无功
• 3.4.2 三相桥式整流电路分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 定解降秩变换的时域无功功率理论的补偿分析
• 4.1 无功及无功补偿的物理意义
• 4.2 定解降秩变换的时域无功功率测量
• 4.3 定解降秩变换的时域无功功率补偿
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于时域无功定义的平果铝谐波滤波系统分析
• 5.1 平果铝电网系统简介
• 5.2 平果铝电网滤波分析
• 5.2.1 滤波系统现状介绍
• 5.2.2 针对现存问题得频域与时域分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 基于定解降秩变换的时域无功功率理论的无功补偿基础试验研究
• 6.1 实验原理
• 6.2 实验方法
• 6.2.1 仿真试验波形及数据
• 6.2.2 物理试验波形及数据
• 6.3 试验总结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 本文工作总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文