电能质量监测与治理.doc

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本科生毕业论文(设计)


题目: 电能质量监测与治理
学****中心:
层次: 专科起点本科
专业:
年级: 年春/秋季
学号:
学生:
指导教师:
完成日期: 年月日
内容摘要
随着用电需求增加和电力系统规模扩大,非线性、冲击性、不平衡的负荷日益增多,所导致的各种电能质量问题也越来越严重,造成电网供电质量降低,运行状况恶化。电能质量问题已引起各国电力工作者的高度重视,提高电能质量的新技术已成为近年来电力系统研究领域中新的研究热点。
本文就此问题展开论述,首先介绍了有关电能质量的相关概念。在此基础上介绍了三相瞬时无功功率理论,并且介绍了以此理论为基础的两种谐波电流检测方法:p-q法及ip-iq法。并将二者的优缺点进行了简单的比较。最后分析了目前几种常见的电能质量治理措施:静止无功补偿装置(SVC)、静止同步补偿器()和有源滤波器(APF)。
关键词:电能质量;监测技术;质量治理
目录
内容摘要 I
1 绪论 1
课题研究的意义 1
研究现状 1
本次论文的主要工作 2
2 电能质量相关概念 3
电能质量的概念 3
电能质量的指标 3
电能质量特点 4
3 电能质量监测方法 5
电能质量监测的目标与要点 5
电能质量监测的方式 6
电能质量谐波检测技术 6
瞬时无功理论 6
谐波和无功电流检测法 8
4 电能质量治理方法 12
静止无功补偿装置(SVC) 12
静止无功发生器(SVG) 13
有源电力滤波器(APF) 14
有源电力滤波器工作原理 14
有源电力滤波器的特点 15
有源电力滤波器的设计 15
5 结论 19
参考文献 20
1 绪论
课题研究的意义
近年来我国电网发展迅速,电网规模进一步扩大,每个地区的电网也在不断深化。而随着电网的不断扩大,各种各样的用电设备尤其是大量的电力电子设备都接入了电网,使得电网的运行环境受到了不同程度的污染。从家用小容量的变流装置,到工业上普遍应用的调速电机、整流逆变装置,甚至大规模的高压直流输电设备,都会向电网注入谐波。电网谐波含量的增加,会导致电气设备寿命缩短、电网网损加大,系统发生谐振的可能性也会增加,并联电容器不能正常运行,同时可能引发继电保护和自动装置的非故障性动作,导致仪表指示和电能计量不准确以及计算机、通信受干扰等一系列问题【1】。另外,诸如轧钢机、电力机车、开关电源等用电设备的开关与使用过程,也会对电网产生冲击性、波动性的负荷,并在运行和停运过程中产生电压闪变以及导致三相不平衡度的提高,对电网设备和用户造成直接或潜在的影响。
为了保证电网安全、稳定运行,向用户提供高品质的电能,必须对影响电能质量的众多因素进行综合治理,改善各项电能质量指标,使其达到国标规定的正常水平。而要提出合理的治理方案,就必须依赖于对电能质量的全天候、全方位准确的实时监测与分析。因此,研发一种新型分层分布式的配电网电能质量实时监测与管理系统,集测量、通信、分析、管理等功能于一体,有效地进行电能质量监测,并根据监测结果采取合理、有效的电能质量治理措施,改善其电能质量状况,对保证电网和广大用户的电气设备的安全、经济运行,保障国民经济各行各业的正常生产和产品质量都具有重要意义。【2】
研究现状
目前国内外大多数厂家生产的电能质量实时监测系统基本上都是集中式结构,采用工业计算机配备数据采集卡来实现电能质量的数据采集和分析。由于运用计算机对信号进行处理,装置的实时性比手持式和便携式电能质量监测装置要好。但这种装置的缺点也十分明显,虽然计算机的运算速度是目前DSP等嵌入式实时系统硬件无法比拟的,但是数据采集卡数据的高速采集和计算机实时处理的协调一致是影响实际系统运行的关键问题,系统的实时性能较难得到保证。而且对于每个检测点都需要一台计算机进行现场分析,导致整套系统的成本较高。【2】
目前,谐波抑制与无功补偿电能质量综合治理的一个重要趋势是采用有源滤波器与无源滤波器组合形成的混合型有源滤波器(HAPF),其优点是成本低,滤波性能好,同时具备APF与PF的技术优势,性价比高。其中注入式混合型有源滤波器(HybridAetivepowerFilterwithInjeetionCireuit:xHAPF)由注入型APF与PF并联混合得到,由注入支路电容和无源滤波器进行无功功率的静态补偿,由有源和无源部分共同治理谐波,能够满足大功率无功补偿和谐波抑制两方面的要求,具有实际的工程应用意义。
本次论文的主要工作
本文就电能质量