高压输电线路暂态过程中谐波分量特性研究及仿真分析

发布时间：2017-08-19 03:21

  本文关键词：高压输电线路暂态过程中谐波分量特性研究及仿真分析

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【摘要】：随着江苏经济社会的快速发展,人民群众和电力客户对电能质量的要求越来越高。同时,随着江苏电网发展规模的不断扩大,安全可靠供电的重要性也日益凸显。在理想状态下,电网中的电压和电流波形是50HZ正弦波。但在实际状态下,电网中总会因为各种因素而导致波形畸变,产生很多高次谐波。特别是各种换流器件的大量应用、电子电器的广泛普及等原因,导致电网内的电能产生较大畸变,充斥着很多高次谐波,对电网内的各种电器设备、电力客户等带来严重危害。近年来,随着电气化铁路的大规模建设和风电场的快速发展,其产生的谐波干扰对电网影响越来越大,特殊情况下甚至影响到电网的安全稳定运行。为此,江苏省电力公司会同科研院及地市供电公司全面开展了电气化铁路和风电场产生谐波对电网影响及抑制手段的研究。本文首先通过回顾电力系统暂态过程了解故障时谐波的基本特征、危害和影响,并掌握对于谐波的基本分析方法,为后续研究打下理论基础。然后,阐述了几种常用数字滤波器的原理和功能,并利用MATLAB软件设计出相应的数字滤波器(m文件),利用交互式信号处理窗口对它们的滤波效果进行比较。论文首先搭建了500kV高压长距离输电线路数学模型,通过小波分析进行仿真分析、滤波处理及分析研究,并以高压输电线路单相接地故障为例,研究了故障产生的谐波对高压输电线路工频保护装置的影响,提出给零序电流保护增加椭圆低通滤波器环节,通过数据分析反映出滤波器削弱了高次谐波对传统保护的影响。同时,本文以电气化铁路供电线路中谐波为研究对象,通过实测数据,分析了电气化铁路负荷的特点及谐波对电网的影响,提出了减少谐波影响的措施。最后,本文对风电场接入线路中谐波分量特性进行了深入研究,对相应输电线路和变电站谐波数据进行了实测,对谐波数据进行了分析。对谐波给电网造成的影响及未来发展趋势进行了评估,并提出了风电场谐波治理及提升电能质量的措施。本文结合江苏境内电气化铁路供电线路、风电场接入输电线路、山西阳城至江苏输变电工程,从谐波对电网的影响、对高压输电线路工频保护装置的影响等多个角度,采用了数据实测、Matlab仿真模拟,采用小波分析等工具进行分析处理,并由分析结论提供一些意见建议,为高压输电线路继电保护装置设计和谐波分析治理提供参考。
【关键词】：谐波分析 电气化铁路 风力发电 暂态保护 MATLAB仿真 小波分析
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM711
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 课题背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.3 课题研究的主要内容及组织结构11-12
• 第二章 电力系统谐波情况分析12-28
• 2.1 谐波的基本特征12
• 2.2 谐波的分析方法12-15
• 2.3 无限及有限脉冲响应数字滤波器15-20
• 2.4 滤波器的Simulink仿真20-23
• 2.5 谐波分析中常用滤波器的比较23-27
• 2.6 小结27-28
• 第三章 线路故障时谐波分量仿真分析28-40
• 3.1 搭建高压输电线路仿真模型28-30
• 3.2 采用小波分析进行滤波处理30-32
• 3.3 接地故障时simulink仿真32-36
• 3.4 零序电流滤波处理36-39
• 3.5 滤波数据对比分析39
• 3.6 小结39-40
• 第四章 电气化铁路输电线路中谐波分量特性研究40-59
• 4.1 江苏境内电气化铁路情况40-42
• 4.2 电气化铁路供电线路负荷特点及谐波特性42-46
• 4.3 电气化铁路谐波数据实测46-52
• 4.4 谐波对电网的影响52-54
• 4.5 各次谐波影响趋势分析54-56
• 4.6 电气化铁路谐波抑制措施56-58
• 4.7 小结58-59
• 第五章 沿海风电接入线路中谐波分量特性研究59-73
• 5.1 江苏沿海风电接入情况59-61
• 5.2 风电运行特点及对接入线路的影响61-63
• 5.3 风电接入线路中谐波分量测量63-67
• 5.4 谐波分量数据分析67-70
• 5.5 风电谐波影响趋势70-71
• 5.6 风电电能质量提升措施71-72
• 5.7 小结72-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 论文工作总结73
• 6.2 不足和展望73-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-79
• 附录1 电气化铁路线路谐波实测数据79-99
• 附录2 风电场线路谐波实测数据99-112

【参考文献】

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本文编号：698380