双向电能计量算法研究

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1、硕士学位论文双向电能计量算法研究RESEARCHONBIDIRECTIONALELECTRICENERGYMETERINGALGORITHM刘慧众哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TB971学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文双向电能计量算法研究硕士研究生：刘慧众导师：李中伟副教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TB971U.D.C:621.3Dissertatio

2、nfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONBIDIRECTIONALELECTRICENERGYMETERINGALGORITHMCandidate：LiuHuizhongSupervisor：Prof.LiZhongweiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringandAutomationD

3、ateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要电能计量是电力系统进行统计、结算的重要依据，是保障电厂、电网和用户三方利益的重要环节。随着分布式发电的大量兴起，分布式发电通过传统意义的负荷侧接入电网就近给负荷供电成为未来发展的趋势，这就提出了双向电能计量的需求。同时大量分布式发电接入电网，将会给电网带来更加严重的谐波污染和电能流向改变较频繁等问题，对电能计量产生一定的影响。为此，本

4、文对双向电能计量算法进行了分析和研究。本文首先分析了分布式发电接入条件下单相用户电能计量的主要需求，基于电能计量的基本原理，结合四象限功率测量原理，研究了判别电能流动方向的基本原理，为实现双向电能计量提供了依据。其次，对基于FFT的双向电能计量算法、FFT基波计量法和交流采样法进行了研究。分析了FFT变换序列的物理意义，给出了基于FFT的双向电能计量算法的功率计算式，给出了判断电能流向实现双向电能计量的方案。对FFT基波计量法的相角求取函数进行分析，给出了能够满足双向电能计量条件的相角求取函数。给出了交流采样法判断电能流向

5、的方法，并推导了对应的累加周期，对比分析了三种算法的优缺点。然后，提出了基于FFT复数运算的双向电能计量算法和基波提取法。给出了基于FFT复数运算的双向电能计量算法的功率计算式，推导了计算变换序列的还原公式，分析了算法的计算精度和计算量并进行仿真验证。给出了基波提取法对应的基波提取公式和功率计算式，分析了算法的计算精度和计算量，给出了验证结果。对比分析了两种算法的优缺点。最后，分析了分布式发电接入电网后会引起电能流向改变比较频繁的问题，给出了分布式发电接入电网单位时间内可能发生的电能流向改变次数的合理值并分析了对应的电能计

6、量误差，讨论了换向角改变条件下的电能计量误差，对比分析了不同算法的电能计量误差。关键词：双向电能计量；FFT复数运算；分布式发电；基波提取；谐波电能-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractElectricenergymeteringisanimportantbasisforthepowersystemtocountandbalance,anditisanimportantlinktoprotecttheinterestsofthreeparties-powerplant,powergridandusers.Wi

7、ththedevelopmentofdistributedgeneration,thedistributedgeneratorsprovidingthenearestloadswithelectricenergyandaccessingtogridbecomethedevelopingtrend,andthedemandofthebidirectionalelectricenergymeteringisproposed.Meanwile,alargenumberofdistributedgeneratorsaccessin

8、gtogridwouldbringaboutmoreseriousharmonicpollutionandfrequentlypowerflowchangeetc,whichwouldhavesomeimpactsonelectricenergymetering.Inthispaper,thebidir