矿用10kV配电网电能质量分析与治理研究

发布时间：2017-06-23 15:16

  本文关键词：矿用10kV配电网电能质量分析与治理研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着经济和科学技术的飞速发展,愈来愈多的大负荷和大功率器件应用到煤矿自动化生产中,使得生产率得到大大提高,但是电力电子设备的引进也影响了煤矿电网的电能质量。另一方面,随着大量自动化设备的引进,提高了煤矿产业的自动化水平,但是对煤矿配电网中的电能质量提出了更高的要求,考虑煤矿电网与负荷的特殊性,所以对其电能质量进行全面的分析和治理是非常必要而且迫切的。论文针对当前煤矿大量使用电力电子设备负载对煤矿配电网电能质量造成严重影响的问题,对矿井通风机和提升机的特性进行论述,分析煤矿电网中几种常见的电能质量问题。本文主要针对提升机的用电特点和引起的电能质量问题进行阐述,在Matlab/Simulink中搭建煤矿生产中主要耗能设备——提升机的负载模型,并对其工作过程进行仿真模拟实验,仿真结果表明煤矿提升机直流控制系统给配电网带来多方面的干扰,电网正弦信号波受到谐波影响产生畸变,是煤矿电网主要的谐波源。针对各种电能质量问题在煤矿配电系统中同时出现的情况,需要具有综合治理多种电能质量问题的基础装置。论文在分析无源治理、有源治理等多种电能质量治理方案的基础上,提出将统一电能质量调节器引入煤矿电网进行电能质量治理的方法。在对三相三线制统一电能质量调节器的拓扑结构进行分析的基础上,针对检测和控制这两个重要部分进行了详细的探讨。在检测部分,首先对基于无功功率理论的pq检测法和p qi?i检测法进行详细的论述,然后对dq坐标系下的检测方法进行分析,在对各种检测算法进行比较之后,确定以派克变换为基础的提取补偿量检测新方法,省去锁相环,从而消除锁相带来的误差,对其进行Simulink仿真,并与传统的检测方法进行对比比较,仿真结果验证此方法可以很好地完成检测任务。在控制部分,指出了串联侧和并联侧补偿单元之间存在相互影响的问题,相对于传统的控制方案,采用一种改进型控制策略,根据统一电能质量调节器的特点,对串、并联单元各使用不同的控制方法,对负载侧谐波和无功电流、网侧电压进行治理,进行Simulink仿真验证可行性并与传统控制方法进行比较,仿真结果表明新型控制方法可以有效地对畸变量实现补偿。论文最后搭建以DSP TMS320F2812为核心的统一电能质量调节器硬件电路,包括采集电路、驱动电路和电源电路等硬件电路的详细设计并制作电路板;以硬件电路为基础具体阐述了算法软件设计思想以及主程序和模块子程序的流程图。
【关键词】：煤矿电能质量 提升机 统一电能质量调节器 同步坐标变换 谐波补偿
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM711
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 研究背景和意义10-11
• 1.2 电能质量概述11-14
• 1.2.1 电能质量定义11-12
• 1.2.2 电能质量类型12-13
• 1.2.3 电能质量危害13-14
• 1.3 国内外研究现状14-17
• 1.3.1 电能质量分析方法研究现状14-15
• 1.3.2 电能质量治理技术研究现状15-17
• 1.4 煤矿电网特点分析17-18
• 1.5 研究内容18-20
• 第二章 矿井 10kV配电网电能质量分析20-32
• 2.1 煤矿电网影响电能质量的设备20-21
• 2.1.1 矿井通风机20-21
• 2.1.2 矿井提升机21
• 2.2 煤炭行业电能质量评价标准21-25
• 2.2.1 电压偏差21-22
• 2.2.2 电压波动与闪变22-23
• 2.2.3 谐波23-25
• 2.3 煤矿电能质量基本情况调研25-26
• 2.4 电能质量治理技术26-30
• 2.4.1 无源治理技术26-27
• 2.4.2 有源治理技术27-30
• 2.5 本章小结30-32
• 第三章 矿井提升系统电能质量分析32-44
• 3.1 矿井提升机特点分析32-33
• 3.2 提升机引起的电能质量问题33-36
• 3.2.1 三相变流器电路工作原理33-34
• 3.2.2 变流器谐波分析34-36
• 3.3 仿真研究及谐波分析36-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第四章 统一电能质量调节器检测方法研究44-62
• 4.1 统一电能质量调节器UPQC44-46
• 4.1.1 统一电能质量调节器系统结构44-46
• 4.1.2 统一电能质量调节器补偿原理46
• 4.2 基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法46-52
• 4.2.1 pq检测方法47-50
• 4.2.2 i_p-i_q检测方法50-52
• 4.3 基于dq坐标变换检测方法52-56
• 4.4 基于dq坐标变换除去锁相环的检测方法56-58
• 4.5 仿真分析58-61
• 4.5.1 基于dq坐标变换检测方法的仿真58-59
• 4.5.2 基于dq坐标变换除去锁相环检测方法的仿真59-61
• 4.6 本章小结61-62
• 第五章 统一电能质量调节器控制方法研究62-70
• 5.1 常用驱动信号产生方法简述62-63
• 5.2 统一电能质量调节器基本控制方法63-66
• 5.2.1 统一电能质量调节器传统控制方法64
• 5.2.2 统一电能质量调节器的仿真与分析64-66
• 5.3 统一电能质量调节器新型控制方法66-69
• 5.3.1 串联侧新型控制方法66-67
• 5.3.2 并联侧新型控制方法67
• 5.3.3 仿真与分析67-69
• 5.4 本章小结69-70
• 第六章 硬件设计与软件实现70-78
• 6.1 硬件总体结构设计70-73
• 6.1.1 信号检测调理电路与过零检测电路70-72
• 6.1.2 电压过零检测电路72
• 6.1.3 驱动电路和光耦隔离电路72-73
• 6.2 算法程序设计73-77
• 6.2.1 主程序流程74
• 6.2.2 ADC中断服务子程序流程74-75
• 6.2.3 保护中断服务子程序流程图75-76
• 6.2.4 外部中断服务子程序流程图76-77
• 6.3 本章小结77-78
• 第七章 总结与展望78-80
• 7.1 总结78
• 7.2 工作展望78-80
• 参考文献80-84
• 致谢84-85
• 攻读学位期间发表的论文85

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈警众;电能质量讲座 第四讲 电能质量改善措施的实际应用[J];供用电;2001年01期

2 ;教育部电能质量工程研究中心[J];安徽科技;2002年03期

3 奚s

本文编号：475475