种改进的提高闪变测量精度的新方法的分析

《种改进的提高闪变测量精度的新方法的分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、华北电力大学硕士学位论文第一章绪论课题研究背景电力系统供电的电能质量是电力工业产品的重要指标。电能质量可以定义为:导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差，其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂态和瞬态过电压、波形畸变、电压暂降与短时间中断以及供电连续性等[l]。闪变作为评定电能质量的重要指标，是电力技术工作者科学选用电压波动补偿方法、装置和技术措施的依据。与其他电能质量指标相比，闪变的测量较为复杂，过去研究相对不足，其测量方法研究具有理论意义和工程实用价值。因此，近年来成为国际电力系统研究较多的课题之一。随着

2、国民经济的不断发展，电力系统负荷快速增长。其中冲击性负荷的广泛使用，使得某些供电系统的电压波动达到了不能容忍的程度。冲击性负荷主要包括现代炼钢用的电弧炉、变频调速装置、由晶闸管整流供电的大型轧机、矿山绞车、电气化铁路等。这些负荷具有如下特点:有功功率和无功功率随机地或周期性地大幅度波动;运行中功率因数较低;产生大量谐波;有的负荷三相严重不对称。这些负荷的运行引起了有功和无功功率的大幅度变动，妨害对其它电力用户的正常供电，构成电力公害。另一方面，随着科学技术的发展与新工艺的采用，计算机、电子仪器控制设备的广泛使用以及电视机的普及等，对电能质量提出了

3、越来越严格的要求。因此，研究电压闪变的测量，为电力补偿设备的研制和整定提供准确详细的闪变参数，从而促进电压波动与闪变的综合治理工作十分必要。2国内外研究现状自从20世纪80年代以来，IEEE和IEE等国际知名刊物上曾发表了大量有关电能质量的论文，就电能质量的定义、分类、数学分析手段、统计分析的方法及在电力系统运行中的应用展开了广泛的研究。其中对电压闪变的检测、识别、分类、建模和危害等问题也比较深入，许多研究方法和理论被提出和采用〔2]。许多国家根据自身的情况，对闪变进行定义，并通过了大量实验分析研制了适合本国实际的闪变仪。例如:英国的ERA闪变仪

4、、法国的EDF闪变仪、德国的FGH表、日本的△K。表，瑞士的MEPF表、我国的vF一9101表等。为了力求统一，国际电加热组织(UIE)和国际电工委员会(IEC)根据一些工业国家研究和试验各种闪变仪所取得的经验和成果，经过英、法、比、意等国家的同意，于1986年提出了闪变华北电力大学硕士学位论文测量的原理框图和研制闪变仪的设计规范〔3]。尽管如此，IEC并没有具体规定闪变仪的具体实现方法，因此使得闪变仪的设计有了更大的灵活性，也给研究者以较大的研究空间和裕度。目前IEC闪变仪的实现方式一般来说，主要有模拟和数字化两种实现方式。以往研究模拟闪变仪比

5、较多，随着数字技术、计算机技术在电力系统中的应用逐步成熟，近年来，对闪变仪的数字化实现逐渐成为研究热点。围绕IEC闪变设计规范，闪变测量主要包含电压波动信号的提取方法和闪变值的统计计算方法。下面从这两个方面进行论述。(1)电压波动信号的提取方法由于闪变是由电压波动所引起的，因此进行闪变的测量首先要提取出电压波动信号。传统的波动信号的提取方法主要有:平方法，有效值检波法，整流检波法等。这些方法技术发展比较成熟，已经被应用到各种闪变测量装置上。这些方法各有利弊，其中平方法优点在于简单、比较方便数字化实现，其缺点是含有调制分量的倍频分量，如果将解调结果

6、作为处理信号是存在误差的〔4]。有效值检波法的优点是含有衰减系数，结果更能反映波动量，缺点是电压有效值的偏移和电网频率的变化等因素会使结果产生误差;整流检波法电路最简单，但不利于数字化实现，而且不含有衰减系数，结果同样会产生误差。此外，文献〔5]提出采用检测电压波动的方法，即每半个工频周期计算一次方均根值得到电压方均根值曲线，对该曲线进行FFT分析，得到各次调幅波的频率和幅值。(2)闪变值的统计计算方法对于电弧炉等随机变化负荷，不仅要检查它的最大电压波动，还要在足够长时间(至少取10min)观察电压波动的统计特征。目前的闪变值统计计算方法主要有:

7、分级统计法，分段线性插值法，统计排序法以及多项式曲线拟合法。对于分级统计法和分段线性插值法，等级划分越多，计算结果就越准确。可是等级划分越多，会增大计算量，增加计算时间。统计排序法简便、实用、无需作出CPF曲线。而对于多项式曲线拟合法对于有大量的实验数据，同时满足一定误差要求的情况适用。(3)闪变的其他测量方法文献[6]采用遗传算法来计算闪变，通过合理选择采样频率和窗宽提高了计算的精度，其缺点是计算量较大、实时性较差。文献「7]提出基于卡尔曼滤波的方法检测电压波动的频度和幅值。文献〔8]、「9]均采用数字滤波的方法。其中采用数字滤波的方法比较符合

8、工EC的设计规范。此外，许多研究者还做了大量的研究工作，文献[10一12」阐述了当前应用十分广泛的小波理论和人工神经网络(ANN)在电能