电力系统谐波治理相关技术研究

论文摘要

近几年,随着经济的迅速发展,青田兴起了100多家铸造阀门企业,他们主要集中在青田的中部和西部,使青田电网接入了许多污染源的高耗能企业,这些企业在带来经济效益的同时,也给本地区的电网带来了一些负面的影响,谐波污染就是其一。因此,有必要对谐波治理的相关技术问题进行深入研究,本文主要从谐波检测算法及应用、谐波源定位和谐波治理措施等几个方面进行研究,并取得了一些有意义的成果。谐波检测作为发现谐波问题的一个重要手段,是采取谐波治理措施有力的依据及基础。傅立叶变换是最基本的谐波分析方法,其主要缺点是在非同步采样时存在频谱泄露和栅栏效应,并且频率分辨率与采样数据长度成反比。加窗插值傅立叶变换是抑制频谱泄漏和消除栅栏效应的有效方法,本文在分析Hanning窗和Blackman窗插值FFT算法的基础上,推导了三项Nuttall窗插值FFT算法。仿真结果表明,三项Nuttall窗插值FFT算法具有更好的性能。Adaline(?)(?)经网络是适合短数据条件下的谐波测量的有效方法之一。Adaline神经网络应用于谐波分析时,无需事先对权值进行样本训练,但要求信号频率已知,较小的频率偏差就会导致较大的测量误差。增强型Adaline神经网络模型,将基波频率作为待定的权值,可以同时估计谐波信号的频率、幅值和相位。将递归最小二乘法用于增强型Adaline神经网络模型,提高了收敛速度。应用Nuttall窗插值FFT算法和增强型Adaline神经网络分析杭州市某写字楼和医院的实际采样的谐波电流信号,验证了方法的有效性和实用性。谐波源定位是电网谐波中一个很重要的问题,对电力系统谐波治理地点的选择具有指导意义。本文介绍了几种谐波源定位的方法,并对各种方法的优缺点进行了分析比较,指出基于负荷阻抗特性的谐波源识别方法较适合于工程应用。最后,介绍了电力系统谐波抑制的几种方法,主要探讨了采用有源滤波器和无源滤波器进行谐波抑制的原理和各自的优缺点,并通过对青田县某铸钢厂投放滤波器前后的数据分析,验证滤波器对谐波良好的抑制效果。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景和研究意义
• 1.1.1 课题的研究背景
• 1.1.2 课题的研究意义
• 1.2 谐波的定义、来源与危害
• 1.2.1 谐波的定义
• 1.2.2 谐波的来源
• 1.2.3 谐波的危害
• 1.3 谐波问题的国内外研究现状
• 1.4 本文的主要工作
• 2 傅立叶谐波检测方法
• 2.1 傅立叶变换
• 2.2 傅立叶谐波分析方法的缺陷
• 2.3 加窗插值FFT谐波分析方法
• 2.3.1 Hanning窗插值FFT谐波分析方法
• 2.3.2 Blackman窗插值FFT谐波分析方法
• 2.3.3 三项Nuttall窗插值FFT谐波分析方法
• 2.4 仿真分析
• 2.5 本章小结
• 3 Adaline神经网络谐波检测方法
• 3.1 Adaline神经网络谐波分析模型
• 3.2 增强型Adaline神经网络谐波分析模型及学习算法
• 3.3 仿真分析
• 3.3.1 算法流程
• 3.3.2 仿真结果
• 3.4 本章小结
• 4 谐波检测方法的应用研究
• 4.1 某写字楼电流分析
• 4.2 某医院电流分析
• 4.3 本章小结
• 5 谐波源定位问题研究
• 5.1 谐波源定位方法分析
• 5.1.1 有功功率潮流法
• 5.1.2 无功功率潮流法
• 5.1.3 临界阻抗法
• 5.1.4 有功潮流和无功潮流结合法
• 5.2 基于阻抗特性的谐波源识别方法理论分析
• 5.3 本章小结
• 6 谐波的综合治理措施
• 6.1 电力系统谐波抑制技术
• 6.1.1 无源滤波器
• 6.1.2 有源滤波器
• 6.1.3 混合滤波器
• 6.1.4 三种滤波器的比较
• 6.2 丽水市某铸钢厂谐波治理案例分析
• 6.2.1 基本信息
• 6.2.2 测量数据分析
• 6.3 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 作者简历