电力系统中谐波生成与检测研究电子科学与技术专业论文.docxVIP

分类号： 分类号： 学校代号：1 1845 UDC： 密级： 学 号：21 1 1215019 广东工业大学硕士学位论文 (工学硕士) 电力系统中谐波生成与检测研究 卢惠辉 指导教师姓名、职称：菱戍悦教授 企业导师姓名、职称： 五 专业或领域名称：电王型堂皇拉丕 学生所属学院： 物理皇光电王程堂院 论文答辩日期： 至Ql墨生Q墨目2鱼目 万方数据 JII JII III IIIIJ IIII HI Irll IIII I tllI Y2796079 A Dissertation Submitted to GuangDong University of Technology for the Degree of Master (Master of Engineering Science) Research on Harmonics Generation and Detection in the Power System M．E．Candidate：Lu Huihui Su pervisor：Prof．Su Chengyue May 201 5 School of Physics＆Opto—electronic engineering Guangdong University of Technology Guangzhou，Guangdong，P．R．China，51 0006 万方数据 摘要摘 摘要 摘 要 随着电力电子技术在各工业生产和家庭设备上的广泛应用，非线性负载数量越 来越多，如广泛使用的LED照明、高速发展的高铁电气化牵引机车、以及重工业生 产使用的大型轧钢机、电弧炉、电焊机等设备用电时都会产生大量谐波注入电网， 给电网造成污染，使电力系统电压电流波形发生畸变，严重影响供电质量，影响发 电、供电和用电设备安全经济地运行。同时，电网谐波可能对各种电气设备，继电 保护、自动装置带来误操作的影响。此外，目前一般的电能表大多数缺少谐波计量 这个功能，部分用户使用非线性负载的可以使部分的基波电能变为谐波电能再反馈 给电网，而电表没能检测该部分电能从而非线性用户不用付给部分电费，而非谐波 源的用户吸收电网这部分不良的谐波电能之余还要承担该部分电费。因此在这市场 经济和安全生产条件下，深入系统地研究电力谐波的情况就显得十分必要。 本文首先介绍这课题的研究背景和意义，国内外目前对电力谐波的研究方向以 及状况，尤其对与本文研究相关的电力负载谐波源模型以及谐波检测方法的研究状 况做出详细的综述。接着详细介绍电力系统的谐波理论知识包括参数定义、危害、 功率计量等。本文在分析电力系统中常见的负载产生谐波的机理后，基于 MATLAB／Simulink平台下搭建各类负载模型包括整流器、逆变器、直流电机，电力 机车和一个基于港口起重机负载的综合电路仿真模型并对其产生的谐波进行分析。 最后，本文对谐波检测方法包括傅里叶变换、瞬时无功功率理论、小波变换和网络 神经等理论知识详细分析，提出一种快速傅里叶变换(FFT)与小波包变换结合的谐 波检测分析方法，利用广州某公共变压房实测的电压谐波数据验证该方法可行性和 精度。文章还提出了一种基于神经网络的谐波检测法，结合误差反向与自适应神经 网络对信号检测并与快速傅里叶利加窗插值法比较，发现前者在幅值和相位两方面 的检测精度都高于后者，得到一种效果较好的检测方法。另外，本文通过加不同的 窗函数的快速傅里叶变换双谱线插值逼近法对LED驱动电源产生谐波数据进行检 测，实验结果表明采用添加双谱线插值法的FFTLI己只采用FFT发现精度提高显著，加 入不同窗函数的FFT的实验结果也不一样，从而找出一种适合电力谐波特性的窗函 数，为电力系统谐谐波的检测方法和治理提供的参考意义。 关键词：电力系统；谐波检测；负载模型；MATLAB 万方数据 广东工业大学硕士学位论文Abstract 广东工业大学硕士学位论文 Abstract As the power electronic technology has wide range of applications in various industries and domestic equipment and the number of the nonlinear loads is increasing， such the LED lighting，high-speed rail electrification traction locomotive，the steel mill，electric fumace，electric welding machine and other equipment used in the heavy industries．All of them