基于无线传感器网络通信的微电网谐波检测及抑制策略研究

发布时间：2017-09-14 18:23

  本文关键词：基于无线传感器网络通信的微电网谐波检测及抑制策略研究

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【摘要】：微电网作为大电网的重要补充,能充分利用风能、太阳能等清洁可再生能源产生电能,有效的改善了能源紧张和环境问题；针对微电网中大量使用的电力电子设备等向电网中注入了大量谐波,谐波导致电网电能损耗加大、功率因素降低、设备损坏、保护装置误动作等问题,采用实时的谐波检测及抑制策略,对研究微电网谐波治理具有重要意义。本文主要工作如下：1、分析了微电网相关结构特点与谐波源特性。讨论了微电网中的风力发电系统、光伏发电系统、非线性负载的相关特性及产生的谐波特征,为开展微电网谐波检测与抑制研究提供理论前提。2、采用无线传感器网络构建微电网的数据通信系统。针对微电网应用环境复杂结构多变等特点,构建微电网数据通信无线传感器网络,以满足微电网谐波检测与抑制的数据通信实时性和可靠性要求。给出了无线传感器网络结构、传感器节点布置,以及一种寻找可靠性连接方案的路由策略(FRL路由策略),确保微电网数据通信的实时性。3、提出了一种采用相关性分布式卡尔曼滤波方法来检测微电网时变谐波的策略。针对微电网谐波变化的随机性、非平稳性,依据微电网系统相邻母线的谐波在一定程度上是相关的特点,定义了邻节点相关系数这一概念,给出一种微电网谐波测量邻节点间的量测值和协方差矩阵逆的两个融合变量计算方法,并对邻节点间估计值作了分布式融合处理,从而保证了邻节点间估计结果具有一致相关性。以IEEE-14节点系统为仿真实验对象,采用重构迭代过程简化计算过程,结果表明本方法是可行有效的,可提高微电网谐波检测数据准确性。4、给出了一种混合型有源滤波器抑制微电网谐波的方法,针对微电网的谐波来源和谐波特性,探讨了采用混合型有源滤波器实现微电网谐波抑制处理方法,给出了该混合型有源滤波器的结构与工作特点,并通过仿真实验验证了本方法的有效性。
【关键词】：微电网谐波检测与抑制 无线传感器网络 FRL路由策略 相关性分布式卡尔曼滤波 混合型有源滤波器
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM935;TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-22
• 1.1 研究背景与意义16-17
• 1.2 国内外研究现状17-20
• 1.2.1 微电网的研究现状17-18
• 1.2.2 微电网谐波检测技术研究现状18-19
• 1.2.3 无线传感器网络研究现状19
• 1.2.4 微电网谐波抑制技术研究现状19-20
• 1.3 课题研究的主要内容和章节安排20-22
• 1.3.1 课题研究的主要内容20
• 1.3.2 章节安排20-22
• 第二章 微电网系统的构成与谐波分析22-29
• 2.1 风力发电系统及其产生的谐波分析22-23
• 2.1.1 风力发电机22-23
• 2.1.2 风力发电系统谐波分析23
• 2.2 光伏发电系统及其产生的谐波分析23-26
• 2.2.1 光伏发电系统24-25
• 2.2.2 光伏发电系统谐波分析25-26
• 2.3 负载系统谐波分析26-27
• 2.4 本章小结27-29
• 第三章 微电网无线传感器网络数据通信系统29-40
• 3.1 引言29
• 3.2 基于无线传感器网络的微电网数据通信系统总体结构29-31
• 3.2.1 微电网无线传感器网络节点组成29-30
• 3.2.2 传感器节点的部署和无线传感器网络结构30-31
• 3.3 路由协议31-34
• 3.3.1 路由协议概述31-32
• 3.3.2 FRL路由策略32-34
• 3.4 仿真实验分析34-39
• 3.4.1 正常情况数据分析35-37
• 3.4.2 节点失效数据分析37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 基于相关性分布式卡尔曼滤波微电网谐波检测方法研究40-51
• 4.1 引言40
• 4.2 系统建模40-42
• 4.3 相关性分布式卡尔曼滤波42-44
• 4.3.1 本地卡尔曼滤波42-43
• 4.3.2 相关性分布式卡尔曼滤波重构迭代算法43
• 4.3.3 邻节点间估计值分布式融合处理算法43-44
• 4.4 实验验证44-50
• 4.4.1 仿真模型44-45
• 4.4.2 数据分析45-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第五章 微电网谐波抑制技术研究51-61
• 5.1 混合型有源电力滤波器设计51-58
• 5.2 微电网中谐波滤除方案58-60
• 5.3 本章小结60-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 总结61
• 6.2 工作展望61-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况66

【参考文献】

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本文编号：851587