电力系统谐波测量毕业论文.doc

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1、电力系统谐波测量毕业论文目录1绪论11.1谐波检测的研究背景及意义11.2国内外电力谐波检测与分析方法研究现状及发展21.3谐波抑制技术的发展现状51.4本文的主要工作62电力谐波理论介绍82.1电力谐波的基本概念82.1.1谐波的表示方法82.1.2谐波的特征量92.2电力谐波产生的原因102.2.1发电源质量不高产生谐波112.2.2用电设备产生谐波112.3电力谐波的危害122.4电力谐波的抑制措施162.5本章小结193电力谐波电流的检测与分析方法203.1基于傅立叶变换的谐波检测与分析方法203.1.1傅立叶级数的三角函数和指数表示形

2、式203.1.2离散傅立叶变换223.1.3快速傅立叶变换223.1.4减小泄漏和其它误差的快速傅立叶变换改进算法243.2基于瞬时无功功率理论的谐波检测与分析方法253.2.1传统的功率理论263.2.2三相瞬时无功功率理论273.2.3谐波电流的检测方法333.3基于算法的谐波电流检测方法的实现373.3.1正余弦函数的产生373.3.2数字低通滤波器的设计373.4一种改进的谐波和基波检测方法383.5本章小结414仿真结论434.1MATLAB简介434.2仿真模型的建立44I4.3仿真结果45结论47致谢48参考文献49附录A英文资料

3、及翻译50I1绪论1.1谐波检测的研究背景及意义电力系统的谐波问题早在20世纪20、30年代就引起了人们的注意，当时在德国，使用静止汞弧变流器而造成了电压、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有关谐波研究的经典论文。到了50年代和60年代，由于高压直流输电技术的发展，发表了有关变流器引起电力系统谐波问题的大量论文，E.W.Kmbark在其著作中对此进行了总结。70年代以来，由于电子技术的飞速发展，电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危益严重。谐波的研究具有重要意义，首先是谐

4、波的危害十分严重。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。其次，谐波研究的意义还可以上升到治理环境污染、维护绿色环境的角度来认识。对电力系统这个环境来说，无谐波是“绿色”的主要标志之一。在电力电子技术领域，要求实施“绿色电力电子”的呼声也日益高涨。目前，对地球环境的保护己成为全人类的共识。对电力系统谐波污染的抑制也已成为电工科学技术界所必须解决的问题。在国际上，许多国家都先后对电网中的电压畸变，各次谐波电压、谐波电流的数值、测量方法及非线性负荷的管理等制定了相应规定

5、来加以严格限制。我国过去对电网中的谐波问题未加重视和研究。但是近年来由于电气化铁路的大量出现，以及可控硅整流装置的广泛应用，不少电网中的高次谐波含量的数值已大大超过了国际上公认的标准。据我国电力科学院系统研究所对西南、西北、华中、华北等地区重点电网测试的结果来看，我国电网的谐波污染已很严重。为了更好的采取措施对电网谐波含量加以限制，必须具有相应的监测手段。为此，除了引进发达国家研制的谐波监测仪器外，还应当研究符合我国电网现状的谐波分析方案，以提高电网谐波监测分析水平，这对于抑制高次谐波含量是十分必要和有价值的。62最近十几年间，对电力系统谐波问

6、题的研究，己经超出了电力系统自身的研究范围。渗透到了数字信号处理、计算技术、系统仿真、通信理论、电力电子学、网络理论和非线性系统理论等其它学术领城。同时，电力系统谐波问题己经受到了世界各国经济、行政管理部门的重视，不少国家已先后制定了限制电力系统谐波的标准，其中也包括一些限制和管理措施。如许多国家相继颁发了限制带有电子控制器件的家用电器和低压电器产生谐波的标准。国际电工委员会〔IEC)、电气和电子工程师协会()等国际学术机构，也成立了专门的电力系统谐波工作组，在世界范围开展包括制定标准和定期召开国际学术会议等项内容的工作。尽管近十几年来，对电力

7、系统谐波问题的研究取得了很大进展。在学术上还有许多问题需要人们去研究解决、在解决这些问题的同时，才能真正谈其制定合适的法规或标准来限制和管理电力系统的谐波，并对其进行有效的抑制，这些问题可归纳为：如何从器件(如：变压器和其它电磁路件、换流器、特别是各种电力电子器件等)的角度出发去分析和理解谐波产生的原因：如何利用先进的信号分析设备、数字仪器、智能仪表等对谐波的幅值和相位进行准确的测量；如何利用网络分析方法对谐波分布进行分析，如何建立模型和进行数字仿真；如何从谐波角度去衡量电能的质量。通过对这几方面问题的研究，将会导致新技术乃至新的边缘分支学科地

8、诞生。1.1国内外电力谐波检测与分析方法研究现状及发展谐波检测方法是谐波检测的核心环节，也是各文献着重论述和相互区别所在。谐波测量一般包括三个步骤：信