有源电力滤波器中谐波检测方法的研究.pdf

北京化工大学
硕士学位论文
有源电力滤波器中谐波检测方法的研究
姓名:王改英
申请学位级别:硕士
专业:检测技术与自动化装置
指导教师:崔玉龙
20090601
有源电力滤波器中谐波检测方法的研究摘要随着我国工业的迅猛发展,电网中电力电子元件的使用越来越多,这些电力电子装置由于其非线性和多样性的特点,带来的谐波污染也越来越严重,严重影响了电能质量,而且对各种用电设备的正常运行带来了消极的影响。因此,实时、准确地检测电网中的谐波含量,对于防止谐波的危害,保障电网安全运行具有十分重要的意义。有源电力滤波器具有良好的跟踪性能,不受系统阻抗影响,近几年得到了越来越广泛的关注。本课题就有源滤波器中谐波电流实时检测方法进行了研究,主要内容如下:首先,阐述了有关谐波的基本概念、有源电力滤波器的发展和研究现状。并介绍了有源电力滤波器谐波电流检测方法的现状和发展趋势。第二,介绍了有源电力滤波器的分类,详细阐述了并联型有源电力滤波器的工作原理。研究了基于瞬时无功功率理论的谐波电流实时检测方法的原理,。重点分析了低通滤波器的选择对检测精度和检测速度的影响,给出截止频率理论上合理的选择;同时,研究了有关小波分析相关理论及其在谐波检测领域的应用。第三,根据易一岛谐波电流运算方式,以阻感性负载的三相晶闸管整流桥电路作为谐波源,用建立谐波检测模型进行仿真。重点针对低通滤波器的选择对谐波检测精度和检测速度的影响进行了研究,根据结
果选择出了合理的低通滤波器阶次和截止频率,并在不同触发角情况下进行了验证。同时,对基于小波分析理论的谐波检测方法进行了仿真,针对不同小波包分解下的检测结果进行了分析,最终给出两种检测方法各自的适用范围及优缺点。第四,。最后,在理论分析和仿真研究的基础上,设计了基于男巢ḿ觳庀低车挠布缏罚ǚ讲ㄐ藕挪缏贰⑿藕挪杉调理电路等,并完成了谐波检测系统主要模块的软件设计。关键词:谐波检测,瞬时无功功率理论,仿真,有源电力滤波器,低通滤波器摘要
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二保密论文注释:本学位论文属于保密范围,在土年解密后适用型豪荩骸日期:.坦罕一一北京化工大学位论文原创性声明本人郑重声明.:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本授权书。非保密论文注释:本学位论文不属于保密范围,适用本授权书。作者签名:导师签名:期:
第一章绪论课题研究的背景和意义“谐波淮势鹪从谏АS泄匦巢ǖ氖Х治鲈兰秃兰鸵丫於良好的基础。傅立叶等人提出的谐波分析方法至今被广泛应用。电力系统中谐波的定义是对周期性非正弦电量进行傅立叶级数分解,除了得到与电网基波相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,这部分分量称为谐波。谐波次数为谐波频率与基波频率的整数比。电网中有时也存在非整数倍谐波,称为分数谐波【电力系统的谐波问题早在世纪年代和年代就引起了人们的注意。当时在德国,由于使用静止汞弧变流器而造成了电压、电流波形的畸变。到了年代和年代,由于高压直流输电技术的发展,发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛,谐波所造成的危害也日趋严重。电力系统中的各种非线性元件是产生高次谐波的主要原因。按照非线性元件的类型,电力系统谐波源可以分为两大类【俊R恢质呛邪氲继宸窍咝栽<牡缌Φ缱幼置谐波源,一种是含有电弧和铁磁的非线性设备谐波源。.巢ǘ缘缌ο低车奈:近几十年来,各类电力电子装置的迅速普及,公共电网的谐波污染日趋严重,由谐波引起的各种故障和事故也不断发生,谐波危害的严重性才引起人们高度的重视。谐波电压、谐波电流对电力系统的危害可以大致分以下几个方面:大量的谐波降低了发电、输电及用电设备的使用效率,增加了系统中元件的附加谐波损耗。大量涡巢鞴行韵呖赡芊⑸壬踔辽栈抵行韵摺谐波影响各种电气设备的正常工作。高频的谐波分量在变压器和电机的铁芯中产生很