基于负载Wiener泛函级数模型的畸变电能计量方法研究

发布时间：2017-06-26 18:19

  本文关键词：基于负载Wiener泛函级数模型的畸变电能计量方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着电网非线性电力负载的不断增加，电网信号畸变越来越严重，非线性负载和电网之间的功率交换也变得复杂，这给电能的合理准确计量带来了许多新的挑战。在谐波干扰条件下，学者们经过分析电网中非线性负载发出谐波功率而线性负载吸收了有害的谐波功率的特点，提出了基波表电能计量的方法，解决了谐波干扰条件下电能的准确合理计量问题；在非平稳畸变信号条件下，针对电网信号中典型的畸变类型，学者们分别建立了非线性负载电参量的数学模型，并在此基础上提出了基于负载功率潮流分析的电能计量方法。但到目前为止，还未能建立电网畸变信号的通用数学模型，未能在通用数学模型的基础上研究准确合理的电能计量方法，因此本文针对这一问题进行了深入的分析与研究。 本文首先利用Wiener泛函级数理论建立了非线性负载的数学模型，包括利用高斯白噪声激励求得非线性负载的Wiener核和在正弦激励条件下求得负载电参量信号的Wiener泛函级数模型，，仿真和误差分析的结果表明，应用Wiener泛函级数理论可以对非线性负载进行建模。然后，在非线性负载电参量Wiener泛函级数模型的基础上，利用小波分解与重构算法对电流与电压信号进行分解与重构，求出功率潮流分析所需电流与电压的基波分量与畸变分量并结合IEEE-Std1459-2010标准定义，以半导体整流器、电力机车和电弧炉及它们组成的复合系统为例，对非线性负载进行功率潮流分析，依据功率潮流分析的结果，提出了电能合理计量方法。仿真结果表明，基于Wiener泛函级数模型的单个及复合非线性负载功率潮流分析仿真结果与理论结果一致，采用基于功率潮流分析的电能计量方法能够实现畸变信号条件下电能的合理计量。
【关键词】：电能计量 功率潮流 Wiener泛函级数 负载模型 小波变换
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM933.4
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 畸变信号条件下电能计量理论研究现状11-12
• 1.2.2 畸变信号条件下电能计量技术研究现状12-14
• 1.3 本文研究内容14-15
• 第2章 负载信号建模及畸变电能计量方法分析15-27
• 2.1 负载电流信号建模方法15-23
• 2.1.1 稳态条件下信号模型15-16
• 2.1.2 非稳态条件下信号模型16-22
• 2.1.3 模型比较分析22-23
• 2.2 畸变信号条件下电能计量方法23-26
• 2.2.1 稳态条件下计量方法23-25
• 2.2.2 非稳态条件下计量方法25-26
• 2.2.3 方法比较分析26
• 2.3 本章小结26-27
• 第3章 非线性负载电流信号建模27-44
• 3.1 单个非线性电力负载电流信号建模27-40
• 3.1.1 单个非线性电力负载的 Wiener 核获取27-32
• 3.1.2 单个非线性电力负载电流的 Wiener-G 泛函表述32-40
• 3.2 复合非线性电力负载电流信号建模40-43
• 3.2.1 复合系统非线性传递函数理论40-41
• 3.2.2 复合非线性电力负载的 Wiener 核获取41-43
• 3.2.3 复合非线性电力负载电流的 Wiener-G 泛函表述43
• 3.3 本章小结43-44
• 第4章 非线性负载的畸变电能计量方法44-56
• 4.1 畸变信号条件下电网简化模型及功率的数学描述44-45
• 4.1.1 畸变信号条件下电网简化模型44-45
• 4.1.2 畸变信号条件下功率的数学描述45
• 4.2 小波变换45-49
• 4.2.1 小波变换分频带测量方法的基本原理46-47
• 4.2.2 畸变信号条件下电网信号小波分解算法47-49
• 4.3 负载功率潮流仿真分析49-54
• 4.3.1 半导体整流器功率潮流分析49-50
• 4.3.2 电力机车功率潮流分析50-52
• 4.3.3 电弧炉功率潮流分析52-53
• 4.3.4 复合系统功率潮流分析53-54
• 4.4 电能合理计量方法54-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第5章 误差分析56-64
• 5.1 电网负载电参量建模的误差分析56-61
• 5.1.1 误差产生原因56
• 5.1.2 负载 Wiener 核求取误差分析56-57
• 5.1.3 负载 Wiener 泛函级数截断误差分析57-58
• 5.1.4 负载电参量模型误差分析58-61
• 5.2 功率潮流分析的误差分析61-62
• 5.2.1 误差产生原因61
• 5.2.2 小波分解重构误差分析61-62
• 5.3 本章小结62-64
• 结论64-65
• 参考文献65-69
• 攻读学位期间发表的学术论文69-70
• 致谢70

【参考文献】

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  本文关键词：基于负载Wiener泛函级数模型的畸变电能计量方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：487142