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衡量电能质量的首要方针

时间:2017-10-22|栏目:机械维修|点击:

跟着国民经济的翻开,科学技能的跋涉和出产进程的高度主动化,电网中各种非线性负荷及用户不断添加;各种凌乱的、精细的,对电能质量活络的用电设备不断添加。上述两方面的敌对越来越超卓,用户对电能质量的恳求也更高,在这么的环境下,谈论电能质量范畴的有关理论及其操控技能,剖析中国电能质量处理和操控的翻开趋势,具有很强的观实含义。

由于地址心境纷歧样,注重或表征电能质量的视点纷歧样,咱们对电能质量的界说还未能抵达彻底的一同,可是对其首要技能方针都有较为一同的知道。
 1.衡量电能质量的首要方针

 (1) 电压过失(voltagedeviation):是电压下跌(电压下跌)和电压上升(电压拱起)的总称。
  (2)频率过失(friquencydeviation):对频率质量的恳求全网一样,不因用户而异,各国关于该项过失规范都有有关规矩。
  (3) 电压三相不平衡(unbalance):表现为电压的最大偏移与三相电压的均匀值跨过规矩的规范。
  (4) 谐波和间谐波(harmonics&inter-hamonics):富含基波整数倍频率的正弦电压或电流称为谐波。富含基波非整数倍频率的正弦电压或电流称为间谐波,小于基波频率的分数次谐波也归于间谐波。
(5) 电压不坚决和闪变(fluctuation&flicker):电压不坚决是指在包络线内的电压的有规矩改动,或是幅值通常不超出0.9~1.1倍电压计划的一系列电压随机改动。闪变则是指电压不坚决对照明灯的视觉影响。

2.电能质量疑问的发作

  2.1电能质量疑问的界说和分类
  电能质量疑问是许多单一类型电力体系搅扰疑问的总称,正实质是电压质量疑问。电能质量疑问按发作和继续时刻可分为稳态电能质量疑问和动态电能质量疑问。
  2.2电能质量疑问发作要素剖析
  跟着电力体系计划的不断拓展,电力体系电能质量疑问的发作首要有以下几个要素。
  2.2.1电力体系元件存在的非线性疑问
  电力体系元件的非线性疑问首要包含:发电机发作的谐波;变压器发作的谐波;直流输电发作的谐波;输电线路(格外是超高压输电线路)对谐波的拓展效果。此外,还有变电站并联电容器抵偿设备等要素对谐波的影响。其间,直流输电是如今电力体系最大的谐波源。
  2.2.2非线性负荷
  在工业和日子用电负载中,非线性负载占很大份额,这是电力体系谐波疑问的首要来历。电弧炉(包含沟通电弧炉和直流电弧炉)是首要的非线性负载,它的谐波首要是由起弧的时延和电弧的严峻非线性致使的。居民日子负荷中,荧光灯的伏安特性是严峻非线性的,也会致使严峻的谐波电流,其间3次谐波的含量最高。大功率整流或变频设备也会发作严峻的谐波电流,对电网构成严峻污染,一同也使功率因数下降。
  2.2.3电力体系缺陷
  电力体系作业的表里缺陷也会构成电能质量疑问,如各种短路缺陷、天然景象灾祸、人为误操作、电网缺陷时发电机及励磁体系的作业状况的改动、缺陷维护设备中的电力电子设备的主张等都将构成各种电能质量疑问。

3.电能质量剖析办法

  3.1时域仿真法
  时域仿真办法在电能质量剖析中的运用最为广泛,其最首要的用处是运用各种时域仿真程序对电能质量疑问中的各种暂态景象进行研讨。如今较通用的时域仿真程序有EMTP、EMTDC、NETOMAC等体系暂态仿真程序和SPICE、PSPICE、SABER等电力电子仿真程序。
  选用时域仿真核算的缺陷是仿真步长的挑选挑选了可仿照的最大频率计划,因而有必要事前知道暂态进程的频率掩盖计划。此外,在仿照开关的开合进程时,还会致使数值振动。
  3.2频域剖析法
  频域剖析办法首要包含频率扫描、谐波潮流核算和混合谐波潮流核算等,该办法多用于电能质量中谐波疑问的剖析。
  频率扫描谐和波潮流核算在反映非线性负载动态特性方面有必定绑缚性,因而混合谐波潮流核算法在近些年中翻开起来。其利益是可具体思考非线性负载操控体系的效果,因而可精确描写其动态特性。缺陷是核算量大,求解进程凌乱。
  3.3依据改换的办法
  在电能质量剖析范畴中广泛运用的依据改换的办法首要有Fourier改换、神经网络、二次改换、小波改换和Prony剖析等5种办法。
  3.3.1Fourier改换
  Fourier改换是电能质量剖析范畴中的根柢办法,在实时体系中,通常选用短时Fourier改换办法(STFT)和活络Fourier改换办法(FFT)。
  Fourier改换的利益是算法活络简略。但其缺陷或许多:(1)尽管能够将信号的时域特征和频域特征联络起来查询,但不能将二者有机地联络起来。(2)只能习气于判定性的平稳信号(如谐波),对时变非平稳信号难以充沛描写。(3)STFT的离散办法没有正交翻开,难以完毕高效算法;只适宜适剖析特征规范大致一样的进程,不适宜剖析多规范进程和骤变进程。(4)FFT改换的时刻信息运用不充沛,任何信号抵触都会致使悉数频带的频谱分布;在不满意条件条件时,会发作“旁瓣”和“频谱走漏”景象。
  3.3.2神经网络法
  神经网络理论是巨量信息并行处理和大计划平行核算的根底,它既是高度非线性动力学体系,又是自习气安排体系,可用来描写认知、挑选计划及操控的智能做法。
神经网络法的利益是:(1)可处理多输入-多输出体系,具有自学习、自习气等特征。(2)不必树立精确数学模型,只思考输入输出联络即可。缺陷是:(1)存在有些极小疑问,会呈现有些收敛,影响体系的操控精度;(2)抱负的操练样本获取艰难,影响网络的操练速度和操练质量;(3)网络构造不易优化。
  3.3.3二次改换法
  二次改换是一种依据能量视点来思考的新的时域改换办法。该办法的根柢原理是用时刻和频率的双线性函数来标明信号的能量函数。
二次改换的利益是:能够精确地查看到信号发作尖利改动的时刻;精确丈量基波谐和波重量的幅值。缺陷是:无法精确地估量初始信号的谐波重量幅值;不具有时域剖析功用。
  3.3.4小波剖析法
  小波改换是新的多规范剖析数字技能,它通过对时刻序列进程从低分辩率到高分辩率的剖析,闪现进程改动的全体特征和有些改动做法。常用的小波基函数有:Daubechies小波、B小波、Morlet小波Meyer小波等。
  小波改换的利益是:(1)具有时-频有些化的特征,格外适宜骤变信号和不平稳信号剖析。(2)能够对信号进行去噪、辨认和数据紧缩、康复等。缺陷是:(1)在实时体系中运算量较大,需求如DSP等高报价的高速芯片。(2)小波剖析有“边际效应”,间隔数据处答理占用较多时刻,并带来必定过失。

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