基于瞬时无功理论的谐波电流检测法毕业论文.doc

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1、目录基于瞬时无功理论的谐波电流检测法毕业论文目录摘要IABSTRACTII第一章绪论11.1谐波的发展及现状11.2电力系统谐波的产生原因及其危害21.2.1谐波产生原因21.2.2电力系统谐波的危害及对电能计量的影响3第二章谐波及有源电力滤波器的基本概念及原理42.1电力系统有关谐波的基本概念及含义42.1.1谐波的定义52.1.2谐波分析中的常用概念52.2有源电力滤波器技术的提出62.2.1无源电力滤波器62.2.2有源电力滤波器72.3有源电力滤波器的组成、原理和发展趋势72.3.1有源电力

2、滤波器的基本结构和工作原理72.3.2有源电力滤波器的分类82.3.3有源电力滤波器的发展趋势92.4有源电力滤波器的谐波电流检测技术及其发展1044目录第三章无功功率理论123.1平均功率理论123.2坐标系下瞬时无功理论133.3坐标系下瞬时无功理论183.4无功功率理论的对比研究213.4.1平均功率理论213.4.2瞬时功率理论21第四章基于瞬时无功理论的谐波电流检测法234.1三相三线制电路234.1.1检测法234.1.2ip-iq检测法244.2三相四线制电路254.2.1检测法254

3、.2.2ip-iq检测法254.2.3检测法254.3对比研究264.3.1电网电压对称时264.3.2电网电压不对称时264.4本章小结27第五章低通滤波器设计285.1检测电路中低通滤波器285.2低通滤波器设计和分析285.3低通滤波器的选择29第六章基于瞬时无功理论的检测系统仿真316.1MATLAB/Simulink仿真软件简介316.2p-q检测法的仿真3144目录6.3ip-iq检测法的仿真366.4ip-iq检测法电源突变的仿真406.5负载改变的仿真436.6小结44总结45参考文

4、献46致谢48附录4944第一章绪论第一章绪论1.1谐波的发展及现状“谐波”一词起源于声学。有关谐波的数学分析在18世纪和19世纪已奠定了良好的基础。傅里叶等人提出的谐波分析方法至今仍在广泛采用。电力系统的谐波问题早在20世纪20年代和30年代就引起了人们的关注。当时在德国，由于使用静态汞弧而造成了电压、电流波形的畸变。1945年J.C.Read发表的有关变流器谐波的论文是早期关于谐波研究的经典论文。到了50年代和60年代E.W.Kimbark在其著作中对此进行了总结。70年代以来由于电力电子技术的

5、飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭的应有日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。世界各国都对谐波问题给予充分关注，定期召开有关谐波问题的学术讨论会。国际电工委员会（IEC）和国际大电网会议都相继组成了专门的工作组，制定包括供电系统、各项电力设备和用电设备以及家用电器在内的谐波标准。近年来，配电网中整流器、变频调速装置、电弧炉、电气化铁路以及各种电力电子设备的应用不断增加。这些非线性、冲击性和不平衡性的用电特性，对供电质量造成严重的污染。另一方面，现代工业、商业以及居民用户的用电设备

6、对电能质量的要求更加敏感，对供电质量提出了更高的要求。随着信息产业、高新技术产业的飞速发展以及传统行业采用计算机管理及先进控制技术的应用，现代数字信息对供电可靠性及个性化电能质量需求有了更高的要求。这意味着信息社会不仅依赖于电力供应，而且更需要新的特殊的电力供应。美国电力研究院(EPRI)的NarainG.Hingorani博士于1988年首先提出了“Custom44第一章绪论Power”的新概念及其质量分成三个等级。这实质上就是计算机技术、现代控制理论和电力电子技术应用于配电系统，构成能够提供优质

7、电力和其他不同质量的电力的配电系统以适应不同电力用户的不同要求。这是新一代柔性配电系统的发展方向。柔性配电新技术将为在电力市场条件下的电力用户提供纯净、稳定、可靠的绿色电源；同时，也提高了电能的传输效率，给供电部门带来了可观的经济效益。仅依靠过去的无源滤波技术治理谐波已不能满足要求，研究和开发适应这一要求的新技术已成为近年来电力系统领域中的热点。用户电力（CustomPower）新技术主要利用GTO、IGBT等大功率电力电子器件组成的控制设备向用户提供增值的、高可靠的、高质量的电能，提高系统的供电可

8、靠性（减少断电次数），保证功率流质量。1.2电力系统谐波的产生原因及其危害1.2.1谐波产生原因电力系统中的谐波主要是由各种变流设备以及其他非线性负载产生的。当正弦基波电压(电源阻抗为零阻抗时)施加于非线性负载时，负载吸收的电流与施加的电压波形不同，畸变电流影响电流回路中的配电设施。在实际存在系统电源阻抗时，畸变电流将在阻抗上产生电压降，因为产生畸变电压，畸变电压将对所有的负载产生影响。系统中的主要谐波源可分为两大类：(1)含半导体非线性元件的谐波源；(2)含电弧和铁