暂态电能质量检测及控制方法的研究

暂态电能质量检测及控制方法的研究

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,对暂态电能质量现象进行检测与抑制也就成了首要解决的问题。暂态电能质量现象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滤波消噪、定位扰动时间和对扰动类型进行分类在电能质量暂态分析中至关重要。本文介绍了小波与小波包变换、人工智能技术和基于瞬时无功功率的dq变换法等多种暂态电能质量现象的检测和分析算法,分析总结了各算法的优缺点及适用范围。本文选择了最为常用的、算法简单易于实现的dq变换法,并结合顺序形态变换提出了一种新的暂态电能质量检测算法。该方法首先对信号进行双dq变换和无时延的单相dq变换,变换后的量经由顺序形态低通滤波器滤波后,分别求得电压基波正序、负序和零序分量,继而推导计算出各相扰动电压的幅值、持续时间和相位跳变角。仿真结果表明该方法能精确检测扰动电压的幅值和相位,具有很好的实时性。动态电压恢复器可以补偿电压的暂降、暂升、不对称、闪变、波动、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经济、有效的手段之一。本文分析研究了动态电压恢复器的拓扑结构、补偿原理、补偿策略和控制方法,建立了动态电压恢复器的系统仿真模型;基于该模型,对改进的顺序形态变换检测算法和PID控制策略进行仿真研究,仿真结果验证了检测、控制算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
  • 1.2.1 暂态电能质量的概念
  • 1.2.2 暂态电能质量产生的原因
  • 1.2.3 暂态电能质量现象的抑制措施
  • 1.3 暂态电能质量问题的研究现状
  • 1.4 本文的主要工作
  • 第二章 暂态电能质量检测方法
  • 2.1 小波或小波包变换法
  • 2.1.1 小波变换
  • 2.1.2 小波包分析及算法
  • 2.1.3 小波变换的奇异性检测理论
  • 2.1.4 小波变换在暂态电能质量信号分析中的应用
  • 2.2 人工智能技术
  • 2.3 基于瞬时无功功率理论的dq 变换法
  • 2.4 小结
  • 第三章 基于顺序形态学的暂态电能质量检测方法
  • 3.1 基于双dq 变换的正负序检测算法
  • 3.2 零序的无时延dq 检测算法
  • 3.3 顺序形态滤波算法
  • 3.3.1 数学形态学原理
  • 3.3.2 顺序形态滤波算法
  • 3.3.3 顺序形态滤波器的设计
  • 3.4 仿真试验结果及分析
  • 3.4.1 滤波效果对比分析
  • 3.4.2 暂态电能质量扰动的系统模型仿真
  • 3.5 小结
  • 第四章 动态电压恢复器及其检测控制策略
  • 4.1 动态电压恢复器的拓扑结构
  • 4.2 动态电压恢复器的补偿原理
  • 4.3 动态电压恢复器的补偿策略
  • 4.4 动态电压恢复器的控制策略
  • 4.4.1 SHEPWM 控制原理
  • 4.4.2 SPWM 调制法
  • 4.4.3 PWM 跟踪控制技术
  • 4.4.4 PID 控制技术
  • 4.5 仿真及结果分析
  • 4.5.1 暂态电能质量现象及仿真
  • 4.5.2 稳态电能质量现象与仿真
  • 结论与展望
  • 参考文献
  • 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文情况
  • 致谢
  • 相关论文文献

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