39400字硕士毕业论文电力系统论文集:电力系统间谐波源的检测和识别

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：39400字

论点：谐波,装置,识别

论文概述：

近年来，随着电能质量研究的深入，问谐波扰动问题受到了电力部门和外学者的关注，间谐波课题也成为了比较有前景的课题之一，特别是在间谐波源识别与治理等方面，国内外的研究较少，理

论文正文：

第一章导言

1.1研究背景和意义
随着科学技术的发展和时代的进步，现代电力市场和负荷出现了新的趋势。电能和其他商品一样，越来越受到电力部门和电力用户的关注。一方面，电网呈现超高压和超高压的发展方向，区域网络化对电力系统运行安全稳定和供电可靠性的要求逐渐提高。另一方面，为了满足产品生产的需要，电力用户使用大量高功率冲击和非线性负载。这些负载会导致电能质量问题，如电压波动、谐波电压和电流失真。同时，生产技术和电力设备对电能质量的要求不断提高，使得[1，2]电网电能质量问题更加突出。虽然电力公司和用户在处理导致电能质量问题的原因和责任上往往存在很大差异，但提高电能质量意识，满足用户的生产需求已成为双方的共同愿望。在现代电力系统中，电能质量涵盖了各种电磁干扰现象。随着电能质量研究的深入，间谐波干扰污染问题已经引起了供电和用电双方的广泛关注。功率间谐波(Inter-power harmonic)是指频率为基波的非整数倍的分数次谐波，介于功率频率和谐波频率之间，低于功率频率的功率间谐波也称为次谐波。国内外对谐波的研究比较深入，对间谐波的研究相对较少。间谐波主要由变频装置和冲击负荷引起，如变频调速装置、电弧炉、挤奶机、挖掘机和电力机车[3，4]。此外，以大型风力发电机为代表的分布式发电由于其自身的运行特性和自然因素，也带来了电压波动和间谐波干扰等问题。这是一个典型的间谐波源。以风力发电为例，在风力涡轮机运行期间，由于风速变化、塔架阴影效应、风切变效应和偏航误差，电压波动出现在终端电压处，[5\'6]。电力中谐波间干扰的危害是多方面的。国内外的研究文献和工程实例都记录了发电机、电容器、继电保护装置等电气设备因间谐波造成的损坏或误操作，当间谐波频率接近基频时，两者会异步变化，造成人类视觉混乱，即闪烁。研究表明，人眼对8.8赫兹频率的灯光闪烁最为敏感，闪烁造成的闪光使人的视觉容易疲劳，甚至产生烦躁，从而影响工作效率和身心健康
对一次和二次谐波检测方法的研究还不够深入。到目前为止，还没有理想的二次谐波参数估计方法。国际电工委员会标准和中国国家标准推荐的基于离散傅立叶变换算法的检测方法仍然存在频谱泄漏等问题，可能产生“假间谐波”分量。同时，异步检测也可能带来测量误差，影响间谐波源识别和处理的研究。
2。间谐波源识别模型有待进一步研究。本文提出的所有间谐波源识别方法都基于诺顿等效电路。识别模型相对简单，识别精度不足。因此，可以考虑对间谐波源识别模型进行更高精度的研究。
3。间谐波源的管理需要进一步研究。现有的间谐波抑制方法主要是无源滤波器。由于间谐波在频域中的分散性，间谐波抑制方法比谐波抑制方法更为复杂。因此，有必要对抑制方法进行更深入的研究。。间谐波会引起电力系统的次同步振荡，激发电机轴系的扭转振动，并对旋转设备造成机械疲劳损伤。间谐波引起的波形失真会导致数字继电器等测量仪器的误差，影响保护装置的正确运行，给电网的安全运行带来隐患。此外，间谐波还会增加每个电气装置的功率损坏，导致铁芯电感元件的铁磁振动和其他危险。
文件[3-6]建立了典型间谐波源模型，分别阐述了变频调速装置、风力发电机、波动负荷等间谐波源的特征间谐波及产生机理。并通过仿真和现场试验验证了典型间谐波源模型的正确性。文献[7，8]分析了间谐波和闪烁之间的相关性，并得出结论，间谐波是闪烁的根本原因。文献[8]还量化了间谐波对闪烁的影响程度。文件
参考
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第二章谐波源检测与识别方法的理论框架

变频设备、电弧炉、风力涡轮机等。电网中是常见的间谐波源。了解典型间谐波源的产生机理和规律，有助于间谐波源的检测、识别和处理。间谐波的检测方法是分析间谐波问题的前提。由于间谐波和谐波具有相似的性质，现有的谐波源识别方法可以作为间谐波源识别方法研究的参考。本章在分析传统(间)谐波源检测与识别方法优缺点的基础上，阐明了间谐波源检测与识别的本质，总结了检测与识别方法的理论框架。

2.1间谐波源的常规特性
了解产生间谐波的电力设备对间谐波源的识别和处理具有重要意义。结合工程实践，与电网相连的变频调速装置、电弧炉、奶钢机、风力发电机和高压直流输电装置是产生间谐波[3_7的主要电力设备。对这些设备间谐波模型、产生机理和特性的分析和研究，有助于物理分析和验证以及实际工程应用。根据不同的发电原理，常见的间谐波发电设备分为变频装置、脉动负载和风力发电机组。下面将分析这三种典型间谐波源的产生机理和特征。与传统电气设备相比，由开关器件组成的变频装置具有经济和技术优势。根据变频原理，变频装置可分为交流-DC-交流变频装置和交流-交流变频装置。交流-DC-交流变频装置广泛应用于交流电机调速等方面，主要由整流环节、DC滤波环节和逆变环节组成。原理如图2-1所示。其中，DC滤波部分根据滤波元件的不同分为电压型变频器(VSI)和电流型变频器(CSI)。电压型变频器(VSI)的DC侧并联一个大电容，整流器的输出电压相对稳定，相当于一个电压源。电流型变频器(CSI)的DC侧与大电感串联，输出电流相对稳定，相当于电流源。常见的交流-DC-交流变频装置包括变频调速装置、静态变频器和高压直流输电装置等。7

第三章谐波间源识别算法研究........29
3.1基于广义最小二乘回归的间谐波源识别........29
3.1.1广义最小二乘回归的理论分析........29
3.1.2谐波间参数估计的原理........30
3.1.3谐波间干扰的责任划分.......31
3.1.4模拟验证.......32
3.1.5示例分析.......34
3.2分布式电网连接的间谐波源识别方法.......36
3.2.1基于阻抗降低的间谐波源识别方法.......36 [/溴/]3.2.2阻抗降低算法的改进.......38
3.2.3示例分析.......40
3.3本章摘要.......42
第4章谐波源检测与识别系统的设计.......43
4.1检测和识别系统的软件设计.......44
4.1.1软件设计平台和开发环境.......44
4.2检测识别系统的硬件设计.......52
4.3本章摘要.......55

结论

[8]

[9]