电网谐波谐振的分析设计

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1、毕业设计（论文）报告题目：电网谐波谐振的分析电气工程院（系）电气工程及其自动化专业摘要-31-在电力系统中存在大量的谐波源，使得电力系统网络中感性元件与容性元件之间可能发生串联谐振或者是并联谐振。谐波谐振通常表现为高电压或者是过电流。这种谐振现象已被发现与网络导纳矩阵的奇异性有关。这种奇异性其实是由于矩阵的一个特征根趋于零造成的。通过分析特征根的性质，可以得到有关谐振机理和程度的信息。本课题就是研究这种谐振现象与系统网络导纳矩阵之间的关系。由于谐波谐振是因系统中感性元件与容性元件之间的能量交换造成的。而系统中存在大量的感性与容性元件，所以谐波谐振现象变

2、得非常复杂。本文使用“谐振模态分析”的方法，可以“解耦”这种复杂的能量存储元件之间复杂的交互联系，并揭示导致某个谐振问题的真正“根源”，从而帮助人们找到消除谐波谐振的方法。理论分析以及实验研究表明该方法的可行性。关键词：特征根，谐波，谐波谐振，模态分析，MatlabABSTRACTTherearealotofharmonicsourcesinpowersystems.Itmaycauseseriesresonanceandparallelresonancebetweeninductiveelementsandcapacitiveelementsofth

3、epowersystems.Harmonicresonanceoftenmanifestsashighharmonicvoltagesorovercurrent.Itfoundthatsuchresonancephenomenonisassociatedwiththe-31-singularityofthenetworkadmittancematrix.Thesingularityinturnisduetothefactthatoneofeigenvaluesofthematrixapproacheszero.Byanalyzingthecharact

4、eristicsoftheeigenvalue,onecanfindusefulinformationonthenatureandextentoftheresonance.Theobjectiveofthispaperistopresentfindingsonthissubjectandtomakesomeresearchesontherelationshipbetweenharmonicresonancephenomenonandthenetworkadmittancematrix.sinceapowersystemcontainsnumerousi

5、nductiveandcapacitiveelements,thephenomenonofharmonicresonancecanbecomequitecomplicated.Weuseamodalanalysismethodtountanglethecomplexinteractionsamongtheenergystorageelementsandrevealthetrueculprits.Itcanhelponetofindsolutionstomitigateharmonicresonanceproblem.Analyticalandcases

6、tudyresultshaveconfirmedthattheproposedmethodisavaluabletoolforpowersystemharmonicanalysis.Keyword:Eigenvalue,harmonics,harmonicresonance,modalanalysis,Matlab-31-目录摘要IABSTRACTII第一章绪论-1-1.1概述-1-1.2谐波产生的基本原理-1-1.3谐波产生的主要原因和来源-2-1.4谐波对电网的影响-3-1.5谐波抑制的方法措施-4--31-1.6课题的研究内容-6-第二章谐振模态

7、分析-7-2.1引言-7-2.2谐波谐振的概念-7-2.2.1串联谐振-8-2.2.2并联谐振-9-第三章系统元件的谐波模型-11-3.1发电机-11-3.3变压器-11-3.3线路-12-3.4负荷模型-13-3.4.1串联负荷模型-13-3.4.2并联负荷模型-13-第四章电力系统网络的模型-14-4.1电路方程的分析-14-4.2变压器等值电路-16-第五章模态分析的原理-17-第六章模态分析-19-6．1Matlab软件的介绍-19-6.1.1M文件的编写-19-6.1.2矩阵分解运算-20-6.1.3二维曲线图形-20-6.2基于模态分析法的

8、具体算例-21-6.2.1三节点测试系统-21-6.2.2十四节点测试系统-24-6.3总结与