工程稳态环境下锁相技术对电能计量的影响

发布时间：2017-05-14 17:08

  本文关键词：工程稳态环境下锁相技术对电能计量的影响，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前绝大多数计量仪表都是以正弦电压、电流信号为前提设计的,然而随着电网中非线性负荷(如电气化铁路、电弧炉、轧钢厂以及大功率整流设备)的广泛应用,以及新能源的并网运行,不仅使得电网信号发生畸变,而且还附加了衰减直流分量,因此此时的电压、电流信号不再是标准的正弦信号。在这种情况下,计量仪表的运行环境(工程稳态)相对于设计环境(理想稳态)发生了变化,因此电能计量准确性问题值得深入研究。电能计量涉及许多方面的问题,本文选择同步采样信号作为主要研究对象,探究应用环境的改变对其影响,进而揭示对电能计量准确性的影响。论文首先分析了工程稳态环境下,电压信号的构成成分,指出该信号包含正弦分量和衰减直流分量,并说明衰减直流分量对过零点产生影响；其次通过过零检测原理,对工程稳态信号进行解析分析,得到该信号的相角表达式,然后将此相角作为锁相环的输入,并依据锁相环的数学模型,对其输出品质进行分析,得到锁相环在工程稳态运行环境下的运行行为,从而得到基于锁相技术的同步采样信号的特征；接下来解析分析工程稳态运行环境下电能计量的特征,从同一计量点和不同计量点两方面,说明基于锁相技术的同步采样对电能计量的影响,并指出此时会产生电量不守恒现象,在一些扰动变化剧烈的区域,甚至会出现负值线损现象。最后,通过Matlab/Simulink仿真实验分析了影响基于锁相技术测得的电量的主要因素,同时验证了在工程稳态运行环境下,存在电量不守恒与负值线损问题,并提出相应的解决方案。
【关键词】：工程稳态 锁相环 同步采样 电能计量
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM933.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.1.1 电能计量系统的运行环境9
• 1.1.2 课题研究的必要性9-10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.2.1 电能计量仪表的发展历程10-11
• 1.2.2 电能计量原理11-12
• 1.2.3 交流信号的采样技术12
• 1.2.4 锁相环的发展历程与现状12-13
• 1.3 论文的主要工作和创新点13-15
• 第2章 工程稳态运行环境下电压信号的特征分析15-20
• 2.1 工程稳态运行环境下的电压信号构成15-18
• 2.2 过零比较18
• 2.3 本章小结18-20
• 第3章 工程稳态运行条件下锁相环的特性分析20-35
• 3.1 锁相环的构成20-25
• 3.1.1 鉴相器20-23
• 3.1.2 环路滤波器23-24
• 3.1.3 压控振荡器24-25
• 3.1.4 分频器25
• 3.2 数学模型25-26
• 3.3 理想稳态环境中锁相环的输出品质分析26-27
• 3.4 工程稳态环境中锁相环输入相角的解析分析27-29
• 3.4.1 输入相角方程的推导27-29
• 3.4.2 输入相角方程的论证29
• 3.5 工程稳态环境中锁相环的输出品质分析29-33
• 3.5.1 稳态误差分析30
• 3.5.2 暂态性能分析30-32
• 3.5.3 频率偏差分析32-33
• 3.6 本章小结33-35
• 第4章 基于锁相技术的同步采样对电能计量的影响35-44
• 4.1 理想稳态环境中电能计量的特征35-36
• 4.2 工程稳态环境中电能计量的特征36-37
• 4.3 工程稳态环境中电能计量误差分析37-42
• 4.3.1 正向过零点对同步采样信号的影响37-38
• 4.3.2 同一计量点的电能计量误差分析38-40
• 4.3.3 不同计量点间的电能计量误差分析40-42
• 4.4 本章小结42-44
• 第5章 基于锁相技术的电能计量仿真分析44-58
• 5.1 电能计量误差仿真分析44-49
• 5.1.1 负荷模型44-45
• 5.1.2 影响电能计量误差因素的仿真分析45-49
• 5.2 电量守恒问题的仿真分析49-53
• 5.2.1 仿真模型49-50
• 5.2.2 仿真分析50-53
• 5.3 负值线损仿真分析53-55
• 5.4 解决措施55-57
• 5.4.1 电量守恒问题的解决措施55
• 5.4.2 负值线损问题的解决措施55-57
• 5.5 本章小结57-58
• 第6章 结论及展望58-59
• 6.1 结论58
• 6.2 展望58-59
• 参考文献59-64
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果64-65
• 致谢65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 周志宇;李裕能;郭松梅;张霖;;基于DSP的同步交流采样技术[J];电力自动化设备;2006年05期

  本文关键词：工程稳态环境下锁相技术对电能计量的影响，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：365738