本科毕业设计_基于瞬时无功功率理论的检测算法研究.doc

he simulation results. Key words: harmonic; active filter; the theory of instantaneous reactive power 目 录 1 绪论 1 1.1 无功功率和谐波的产生 1 1.2 无功功率和谐波的影响与危害 2 1.2.1 无功功率的影响 2 1.2.2 谐波的危害 2 1.3 无功功率补偿和谐波抑制的传统方法 2 1.3.1 无功功率补偿 3 1.3.2 谐波抑制 4 1.4 有源滤波器的研究进展 5 1.4.1 有源滤波器的基本原理 5 1.4.2 有源滤波器的主电路形式 5 1.4.3 有源滤波器的检测方法 6 1.4.4 有源滤波器的控制方法 6 1.5 本文的主要内容和章节安排 6 2 谐波与谐波分析 7 2.1 谐波的基本概念 7 2.2谐波的基本分析方法 8 3 基于瞬时无功功率理论的两种检测算法 10 3.1 瞬时无功功率理论的基本原理 10 3.2 基于瞬时无功功率理论的p-q检测法 12 3.3 基于瞬时无功功率理论的ip-iq检测法 17 3.4 本章小结 21 4 p-q法和ip-iq法的Matlab建模与仿真 22 4.1 MATLAB的简介 22 4.2 p-q检测法的MATLAB建模与仿真 22 4.3 ip-iq检测法的MATLAB建模与仿真 34 4.4 本章小结 43 5 总结与展望 44 参考文献 45 致谢 47 附录A 基于p-q检测法的MATLAB仿真流程图 48 附录B 基于ip-iq检测法的MATLAB仿真流程图 49  1 绪论 随着我国科学技术的提高，电力电子技术也飞快提高。特别是变流技术和功率半导体器件的快速发展，使电力电子装置以及非线性负载得到了普遍的利用,，由于不断产生各种故障和事故大多是由谐波发生，使谐波污染问题变得更加严重，人们开始真正意识到了谐波危害对于电网工作的影响。 电力电子装置的应用逐渐成为热门，谐波消除电力问题开始进入人们的眼球，吸引人们的注意，得到人们的关注。在使用各种非线性电力装置感到快捷的同时也向电力网络注入了非常多的谐波。也因为电力电子技术的快速提高，谐波和无功的抑制与补偿方面，跳跃性的发现也随着人们的努力获得更多。当负载的谐波注入电网，不仅在网络元件会产生不利的影响，导致在输电线路故障，线路引起的失真，而且对电气设备的正常工作的产生不利影响，甚至还会导致更严重事故。谐波的危害为了得到防止，对其抑制或补偿是目前为止最好的方法。现今，谐波已经逐变成了电力网络的公害，人们开始着手于对电力谐波的研究，谐波慢慢的得到了人们的重视。 1.1 无功功率和谐波的产生 谐波的最基本的产生方式是由谐波电流源产生，当非线性元件放到正弦基波电压于其上时，对设备在电流上的引出的电流的畸变因此不同于施加到受影响性质的电阻和电感负载需要吸收的无功电源开始工作[1]。 在人类生活和工业使用电力上的负荷，大比例下负载电阻是由电感具有。电抗器还有架空线也会在电力系统中消耗着无功功率。性质的电阻和电感负载需要吸收的无功功率开始工作。 电力和和特别电子装置以及非线性装置，特别是各种相控装置都会去消耗大量的无功功率。当电力设备运行电压的基波电流落后，将消耗大量的无功。总的来说，谐波源都是会去消耗无功功率的。当相位一样时，比如说基波电流和电网电压在二极管整流电路中，他们的相位一样，基波无功功率不会被损耗。但同时，它会发出很多的谐波电流，因此将会消耗的无功功率。 在短路条件下的电极，如电弧炉工作的工业用途，不太会被消耗掉，造成电弧不稳定，所以没有电力消费将成为巨大的波动。谐波电流也会随之产生，其会产生不规则的谐波频谱，而且大致是持续频谱。 1.2 无功功率和谐波的影响与危害 1.2.1 无功功率的影响 (1)增加设备容量。增添无功功率，会使电流增大以及视在功率的增加，从而会导致发电机、导线容量增加。此时，要升高电力用户们的起动及控制装配、测量仪表的规格才能够让系统正常的运行。 (2)设备及线路损耗增加。无功功率的增大，使总电流增大，因而使设备和线路的损耗增加，这是明显能够看得出来的。设线路总电流为 ，R为线路电阻，则v为线路损耗[2] （1-1） 式中，这一部分损耗就是因为无功功率而产生的。 (3) 在电压增加变压器和线路的影响下，无功负荷，会使电网电压波动，供电质量严重降低。 1.2.2 谐波的危害 一个单一以及不变的频率和电压幅值的规定应该是理想的公用电网电压。近些年来，各种电力电子设备的飞快传播使得苏公用电网的谐波影响越来越严重，谐苏波苏造苏成的故障和事故多次发生，谐波备受关注，其严重性及其危及公共电网和其他系统大约有下面几个方面： （1）在公用电网谐