电力系统基波正负序和谐波信号检测算法的研究与实现

发布时间：2017-09-02 14:38

  本文关键词：电力系统基波正负序和谐波信号检测算法的研究与实现

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【摘要】：随着电力电子技术日新月异的进步,波动性、冲击性电气设备的广泛使用,电网中非线性负载所占比例不断增加。导致电网产生严重的谐波污染,影响电能质量。用户对电能质量的要求日益提高。而谐波检测是进行谐波分析与治理的关键。而应用于谐波补偿的谐波检测方法,应当在电力系统各种运行状况下满足检测精度要求,同时达到一定的检测速度,检测延时小。因而同时满足精确度和实时性的谐波检测方法是国内外众多学者追求的目标。锁相环是目前主流谐波检测算法中的必要环节,其性能对谐波实时检测系统的影响至关重要。针对传统的三相dq锁相环在交流系统电压不平衡及谐波的条件下,无法兼顾锁相精度与响应速度的缺点,提出了CDSC锁相环(CDSC-PLL),并对此方法的精确性与实时性进行了论证。针对传统谐波实时检测精确度与实时性不能兼顾的缺陷,对三相不平衡条件下的基于FBD法的基波正序、负序、无功电流检测方法进行了研究。改进FBD法的采用前文提到的CDSC-PLL。能够在各种电力系统运行的条件下,准确检测基波正负序及无功电流的同时,实时性能有较大提升。对此算法的精确性及实时性进行论证,并在d SPACE实验平台上对该方法进行了实验验证检测。针对现有的谐波检测技术的不足,提出了一种Kalman-Fourier滤波检测算法。Kalman-Fourier滤波算法是一种单相检测算法。能一次性检测出所有主要次数的谐波,并且计算简单,实时性好,检测准确。并针对Kalman-Fourier滤波算法在检测偶数次谐波实时性下降的缺陷,提出了改进形式DSC-Kalman-Fourier滤波算法。并且在d SPACE实验平台上进行了验证。
【关键词】：谐波检测 锁相环 Kalman滤波 Kalman-Fourier滤波算法 FBD法
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM935
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题的研究背景及研究的目的和意义9-10
• 1.2 课题的国内外研究现状10-14
• 1.3 论文主要研究内容14-16
• 第2章 适用于电网电压不平衡及谐波条件的CDSC锁相环16-27
• 2.1 DSC、CDSC原理及其对谐波的作用16-19
• 2.2 dq锁相环基本结构19-20
• 2.3 CDSC锁相环设计20-22
• 2.4 对电网频率扰动所造成误差的补偿方法22-24
• 2.5 仿真实验24-26
• 2.6 本章小结26-27
• 第3章 基于FBD算法的基波正序、负序与无功检测27-35
• 3.1 FBD算法的基本原理27-28
• 3.2 基于ＦＢＤ法的正负序电流检测原理28-29
• 3.3 对FBD法中低通滤波器的改进29-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第4章Kalman-Fourier与DSC-Kalman-Fourier谐波检测算法的研究35-50
• 4.1 Kalman滤波的基本原理35-36
• 4.2 Kalman-Fourier滤波器结构及原理36-42
• 4.2.1 基于泰勒展开的信号模型状态空间描述36-38
• 4.2.2 Kalman-Fourier滤波器的系统模型38-39
• 4.2.3 卡尔曼滤波器的建立39-40
• 4.2.4 滤波器初值的选取及设计实现40-42
• 4.3 Kalman-Fourier滤波算法的检测效果42-46
• 4.4 DSC-Kalman-Fourier滤波检测算法46-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第5章 谐波检测算法的实验平台与实验结果分析50-60
• 5.1 dSPACE简介50-51
• 5.2 实验平台的设计51-54
• 5.2.1 实验平台的总体设计51-52
• 5.2.2 可编程谐波信号源的设计52-54
• 5.3 谐波检测算法的实验结果分析54-59
• 5.3.1 基于FBD法的谐波检测算法的实验结果54-55
• 5.3.2 Kalman-Fourier谐波检测算法的实验结果55-57
• 5.3.3 DSC-Kalman-Fourier谐波检测算法的实验结果57-59
• 5.4 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文66-68
• 致谢68

【参考文献】

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本文编号：779177