基于数学形态学的电能质量检测方法及应用

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1、华中科技大学硕士学位论文基于数学形态学的电能质量检测方法及应用姓名：曾纪勇申请学位级别：硕士专业：电力系统及其自动化指导教师：段献忠;丁洪发20050508摘要电能质量问题不仅给人们的生产和生活造成了巨大的经济损失而且还威胁着电力系统的安全稳定运行调查结果表明电力系统中存在的大部分电能质量问题是谐波和电能质量扰动主要是电压跌落本文在前人研究成果的基础上主要针对这两个问题做进一步研究系统介绍了传统的谐波电流检测方法在对电流信号进行áâ变换和dq变换的基础上利用数学形态滤波器良好的低通滤波特性提出了一种基于数学形态学的谐波电流检测方法通过构造一个虚拟的三

2、相对称系统该检测方法可以推广到单相电力系统的谐波电流检测快速准确地检测和识别电能质量扰动对扰动原因分析和改善电能质量有着重要的意义对现有的电能质量扰动检测与定位方法进行了回顾和分析指出了它们的适用范围和存在的不足在对电压信号进行小角度dq变换的基础上提出了一种基于数学形态学的电能质量扰动检测与定位方法该方法将被检测电压幅值的平方值作为TOP-HAT变换的输入因而具有较高的检测灵敏性有源滤波器和动态电压恢复器分别是解决谐波污染和补偿电能质量扰动特别是电压跌落的有效手段在详细介绍有源滤波器的基本原理类型和控制策略以及动态电压恢复器的基本原理与补偿方式的基

3、础上将上述基于数学形态学的检测方法分别应用于谐波和电压跌落补偿仿真结果表明上述检测方法正确有效关键词电能质量数学形态学谐波检测扰动检测与定位有源滤波器-I-ABSTRACTPowerqualityproblemsnotonlybringvasteconomicloss,butalsoendangerpowersystemsecurityandstability.Mostpowerqualityproblemsinpowersystemrelatewithharmonicsandpowerqualitydisturbances.Thesetwoprob

4、lemsaremostlystudiedinthisdissertation.Theexistingmethodsfordetectingharmonicsarediscussedindetail.Amathematicalmorphology(MM)detectionmethodbasedonáâanddqtransformationisproposedtodetectthree-phasecurrentharmoniccomponents.Thesingle-phaseharmoniccurrentcomponentscanalsobedetec

5、tedbythemethodeffectivelythroughconstructingadummysymmetrythree-phasepowersystem.Itisimportanttodetectandidentifypowerqualitydisturbancerapidlyandaccurately.Theexistingmethodsofpowerqualitydisturbancedetectionandlocationareintroduced.AnewfastMMmethodbasedonsmallangledqtransform

6、ationisproposedtolocatethedisturbancesofthevoltagesignalsdistortedbynoise.TheinputoftheTOP-HATtransformationisthesquarevalueofthemagnitudeofthedetectedvoltage,whichensuresthesensitiveofthemethod.Activepowerfilter(APF)anddynamicvoltagerestorer(DVR)caneffectivelycompensateharmoni

7、ccomponentsandvoltagediprespectively.TheoperationprincipleandcontrolstrategiesoftheAPFandtheDVRareintroduced.DigitalsimulationsareemployedtovalidatethefeasibilityandvalidityoftheharmonicsdetectionmethodandvoltagedipdetectionmethodbyusingMATLAB/SIMULINK.Keywords:PowerQualityMath

8、ematicalMorphologyHarmonicsDetectionDisturbancedetecti