瞬时无功功率理论在谐波及无功电流检测中的研究

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1、分类号：TM76密级：UDC：621.3编号：201321401057河北工业大学硕士学位论文瞬时无功功率理论在谐波及无功电流检测中的研究论文作者：荣纯学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：电气工程指导教师：凌跃胜职称：教授ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofElectricalEngineeringRESEARCHONINSTANTANEOUSREACTIVEPOWERTHEORYINTHEDETECTIONOFHARMONICANDREACTIVECURRENTSbyRon

2、gChunSupervisor:Prof.LingYueshengMay2016摘要随着科学技术的发展，电网中使用了大量的电力电子设备，在带来方便的同时也对电网电能质量造成了严重的危害，为了保证供电质量，对谐波的研究成为电能质量优化领域的一个重要分支。准确的谐波检测是治理谐波的前提，瞬时无功功率理论的提出为谐波及无功电流检测带来新思路，其应用前景广泛。本文采用MATLAB/Simulink软件对基于瞬时无功功率理论的谐波及无功电流检测系统进行了分析研究。首先，搭建了三相不控整流桥带感性负载电路作为谐波源，利用基于瞬时无功功率理论的p-q检测系统和d-q检测系统分别对电压

3、对称无畸变、电压畸变和电压不对称情况下的谐波和无功电流进行了检测，对检测结果进行了比较与分析。经分析发现，d-q检测系统的检测效果更理想，但对谐波和无功电流同时检测，在电网电压不对称时，锁相环会出现误差，从而影响检测效果；在仅对谐波电流进行检测时，电压相位对其检测效果影响不大，锁相环起到的是提供基波频率的作用。其次，根据实验得出的结论，对d-q检测系统进行了改进与拓展。设计了更适用于d-q检测系统的二阶Butterworth低通滤波器（LPF）；对d-q检测系统进行了改进：用正序基波电压正余弦信号计算模块取代锁相环，使之在电压不对称时也能够对谐波和无功实现良好的检测，提

4、高了其检测精度；加入了PI调节器控制的反馈回路，提高了检测系统启动初期的动态响应速度。将d-q检测系统的应用范围拓展到了三相四线和单相供电系统；利用无锁相环结构的d-q检测系统实现了对任意次谐波电流的检测。最后，将光储微电网模型作为案例，对微电网模型进行了谐波和无功电流以及任意次谐波电流的检测，验证了改进的检测系统的有效性。关键字：瞬时无功功率理论谐波检测无功检测d-q检测系统巴特沃斯滤波器IABSTRACTWiththedevelopmentofscienceandtechnology,moreandmorepowerelectronicequipmentisappl

5、iedinthepowergrid,whichbringsseriousdamageaswellasconveniencetothepowerquality.Inordertoensurethequalityofpowersupply,theresearchonharmonicisanimportantbranchinthefieldofpowerqualityoptimization.Accurateharmonicdetectionisthepremiseofcontrollingharmonics.Newideasoftheharmonicandreactivec

6、urrentsdetectionhavebeenpresentedduetotheinstantaneousreactivepowertheory，whichapplicationprospectiswide.MATLAB/Simulinksoftwareisusedtoanalyzetheharmonicandreactivecurrentsdetectionsystembasedontheinstantaneousreactivepowertheory.Firstofall,Athreedioderectifiercircuitwithinductiveloadis

7、builtasaharmonicsource.Harmonicandreactivecurrentsaredetectedbyp-qdetectionsystemandd-qdetectionsystembasedontheinstantaneousreactivepowertheorywhenthevoltageissymmetricalwithoutdistortion,distortionorunsymmetrical.Detectionresultsarecontrastedandanalyzed.Thedetectionresu