复杂电网谐波时频分析与谐波溯源技术研究

发布时间：2020-09-27 18:21

　　 在当今电力系统中,各类非线性设备日渐增多,负荷谐波电流大量注入电网,电网损耗增大、电能质量低下。由于电网的广泛互联性和用户用电特征的时变性,电网谐波在多用户之间相互影响,导致谐波源头不明、谐波污染责任不清。为此,本文考虑到谐波的时间变化特性,按照不同的谐波次数,主要研究了电网中各次谐波源的追溯方法以及谐波污染责任的评估方法。首先研究了谐波含量的检测和谐波功率的计算方法。采用离散傅里叶变换实现了谐波电压和电流含量的同步检测分析,采用谐波同步旋转坐标变换方法和瞬时功率理论实现了瞬时谐波功率的快速检测计算。建立了复杂配电网下的谐波分析等值电路模型,以单一用户与供电系统的公共连接点为界,分析了不同背景谐波和负荷性质下穿越公共连接点的谐波功率与谐波污染源之间的关系,获取了非线性负荷与线性负荷的谐波功率特征,提出了基于谐波功率方向的谐波源辨识方法和基于各次谐波能量累积效应的谐波污染责任评估方法,通过仿真验证了所提谐波污染溯源及其污染责任评估方法的正确有效性。设计开发了一套具有远程网络通信功能的谐波监测溯源系统,由多个安装于不同用户的分布式谐波监测溯源终端和一套数据中心监管软件组成。谐波监测溯源终端实时检测19次以内的谐波电压电流并计算各次谐波的瞬时功率和分次谐波能量,数据中心软件则记录分析各类谐波数据,给出复杂电网中的谐波源荷分布及其谐波污染责任。分别在实验室与某地区实际电网中对谐波监测溯源系统进行了实验测试和现场应用,通过对大量测试和监测所得谐波数据的总结分析,验证了谐波监测溯源系统的正确有效性和实际应用可靠性。
【学位单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM711
【部分图文】：

西安理工大学硕士学位论文内外研究现状于复杂电网谐波时频分析与谐波溯源技术的研究，将从谐波检测计算方法、谐波技术、谐波污染责任评估以及谐波监测分析系统四个方面分别阐述国内外研究谐波检测计算方法前关于谐波检测的研究主要分为：电流谐波瞬时值（谐波电流波形）的检测、电波的测量分析与评价以及电压电流谐波的实时监测三种，如图 1-1 所示。

目前关于谐波检测的研究主要分为：电流谐波瞬时值（谐波电流波形）的检测、谐波的测量分析与评价以及电压电流谐波的实时监测三种，如图 1-1 所示。图 1-1 谐波检测分类Fig.1-1 Harmonic detection classification国内外关于谐波检测分析的方法主要有：基于滤波器技术、快速傅里叶变换法(F瞬时功率理论法、小波变换分析法以及各种新型算法等。早期关于谐波检测主要是基于滤波器技术，文献[1]通过设计高阶低通、高通和低波器，实现了对基波和谐波分量的分别检测计量，其检测原理结构如图 1-2 所示原理简单，但结构复杂，测量结果易受元件参数等的影响。

可得到三相三线制电网谐波检测分析的两种方法：p-q 法性都比较理想，但其使用范围仅限于三相对称电路的谐波检检测分析方法还有小波变换、S 变换以及基于人工神经网络虽然较为优良但算法的复杂度也较大，在实际应用中使用起于谐波情况下的有功功率计量也进行了大量的研究。相关文样下谐波有功功率的时频域计算方法进行了推导说明，解决周期采样谐波有功功率计量的问题。文献[12]对三相四线制论推导，并对前置滤波器带来的有功功率测量误差的消除进况和负载特性不同下的功率计量进行了分析说明。染溯源技术污染溯源技术的研究，是由 G.T.Heydt 最初以谐波潮流的逆学者对于如何辨识电网中的谐波源和划分各谐波源的污染于谐波源的辨识主要分为功率流向法和谐波阻抗法两大类的方法，如图 1-3 所示。

【参考文献】

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本文编号：2828210