多相电路功率理论的研究

发布时间：2020-01-21 11:08

【摘要】：功率理论是应理论性和实践性两方面的要求发展起来的。尽管功率理论已经逐步完善并体系化,但在该领域仍然存在诸多问题需要解决,问题之一就是参考点选择问题。这主要表现在,一方面现有的参考点选择方法多种多样,需要找出一种比较优越的参考点选择方法;另一方面无论是瞬时功率理论中的瞬时视在功率和瞬时无功功率还是平均功率理论中的视在功率和无功功率,它们均会受参考点选择的影响,因此需要从数学上描述这种函数关系。为了从现有的参考点选择方法中选择出一种比较优越的方法,对目前功率理论研究中的参考点选择方法进行了总结和对比,得出选择虚拟中性点作为电路参考点是一种比较有优势的参考点选择方法。针对多相电路对虚拟中性点的具体选择方法进行了数学推导,分析了这种参考点选择方法与已有方法的兼容性,并论证了该虚拟中性点的唯一性。对现有各种瞬时功率理论进行了对比研究,得出广义瞬时功率理论是现有瞬时功率理论中最为优越的一个,其不仅能够囊括三相电路瞬时功率理论,而且可以直接应用在多相电路中。利用条件变分的电路优化方法对广义瞬时功率理论进行了数学推导,并从电流检测的角度对电流及功率进行了分解,得到了基于广义瞬时功率理论的电流检测框图。最后对电流检测方法进行了仿真,仿真效果说明基于广义瞬时功率理论电流检测方法的可行性。通过分析发现当在系统中任意选择参考点时,广义瞬时功率理论中的瞬时视在功率和瞬时无功功率均会受参考点选择的影响。描述了这两个功率量与参考点电位之间的函数关系,发现瞬时视在功率和瞬时无功功率均随参考点电位呈现二次函数关系,这种函数关系能够从数学层面解释瞬时视在功率与瞬时无功功率受参考点选择影响的原因。对现有各种平均功率理论进行了对比研究,得出基于周期函数空间功率理论适用范围广而对电流和功率的分析过程简单,因而有利于描述功率量与参考点选择之间的函数关系。利用条件变分的电路优化方法对基于周期函数空间功率理论进行了数学推导,重点论述了该理论的电流分解方法和功率定义方法,发现该理论定义的有功功率具有单向传递性,无功功率具有循环传递性。当在系统中任意选择参考点时,该理论定义的视在功率与无功功率也均会受参考点选择的影响。描述了视在功率以及无功功率与参考点电位之间的函数关系,发现视在功率与无功功率随参考点电位的有效值呈现二次函数关系,这种关系也可以在数学层面解释视在功率与无功功率受参考点选择影响的原因。为了分析广义瞬时功率理论与基于周期函数空间功率理论之间的关系,对两个理论的功率定义过程进行了分析,得出两个理论对功率的数学定义过程完全相同,只是引入的内积形式不同。正是由于这种内积形式的数学差异,一个理论给出的是瞬时功率理论的功率量,另一个理论给出的是平均功率理论的功率量。
【图文】：

选择任意参考点的多相电路

多端电路的瞬时端电压分析
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM13

【参考文献】

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本文编号：2571556