電能質(zhì)量監(jiān)測研究模板

1、 網(wǎng)絡(luò)高等教育本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計） 題 目：電能質(zhì)量監(jiān)測研究學(xué)習(xí)中心： 層 次： ?？破瘘c本科 專 業(yè)： 年 級： 年 春/秋 季 學(xué) 號： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 年 月 日頁眉為論文題目（小五，黑體，居中）閱后刪除此文本框并更改頁眉。內(nèi)容摘要字體要求：宋體，小四號，行距為固定值22磅。閱后刪除此文本框及內(nèi)容，按原格式加入你自己的內(nèi)容。內(nèi)容摘要是畢業(yè)論文（設(shè)計）的內(nèi)容不加注釋和評論的簡短陳述，具有獨立性和自含性。包括課題來源，主要設(shè)計，實驗方法，本人的主要成果，約含200個字符的中文摘要。關(guān)鍵詞：寫作規(guī)范；排版格式；畢業(yè)論文字體要求：宋體，小四號。關(guān)鍵字之間用分號隔

2、開。閱后刪除此文本框及內(nèi)容，按原格式加入你自己的內(nèi)容。目 錄內(nèi)容摘要I1 緒論11.1 課題的背景及意義11.2 本文的主要內(nèi)容22 電能質(zhì)量概論32.1 引言32.2 電能質(zhì)量的基本概念32.3 電能質(zhì)量問題產(chǎn)生的原因42.4 電能質(zhì)量擾動的特點42.5 電能質(zhì)量擾動的分類52.6 電能質(zhì)量檢測技術(shù)研究進展53 電能質(zhì)量檢測方法73.1 傅立葉變換73.2 短時傅立葉變換(STFT)73.3 小波變換73.4 S變換73.5 希爾伯特變換（HHT）74 并聯(lián)有源濾波器的設(shè)計74.1 諧波檢測84.2 逆變電路的工作原理84.3 逆變電路的參數(shù)及仿真84.3 仿真結(jié)果及分析85 結(jié) 論8參考文

3、獻9附 錄10 1 緒論1.1 課題的背景及意義 隨著我國現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)和國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，電能質(zhì)量已經(jīng)成為電力系統(tǒng)發(fā)、供、用三方共同關(guān)注的問題，并刻意去完成的指標。電力部門不但要滿足用戶對電力數(shù)量不斷增長的需求，還必須滿足電力用戶較高的電能質(zhì)量要求?，F(xiàn)代社會中，電能作為一種清潔、實用、高效且容易控制的能源，已經(jīng)得到了最為廣泛的使用，而對電能的應(yīng)用程度則是反映一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平的主要指標之一。電能作為一種特殊的商品，與其它產(chǎn)品不同，既具有以商品形式向用戶出售的性質(zhì)，又具有為千百萬電力用戶服務(wù)的公用事業(yè)性質(zhì)。電能的特點之一是不能方便地儲存，且是發(fā)、供、用同時完成并由用電量的多少來決定供電量的多

4、少，因此保證對用戶連續(xù)不斷供電是電能質(zhì)量的一個重要標志。此外，電能是電力部門向電力用戶提供由發(fā)、供、用三方共同保證質(zhì)量的一種特殊產(chǎn)品(它同樣具有產(chǎn)品的若干特征，如可被測量、預(yù)估、保證或改善)。如今，電能作為走迸市場的商品，與其它商品一樣，無疑也應(yīng)講求質(zhì)量。 近年來隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和國民經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，以及電力市場的形成與推進，對電能質(zhì)量的要求越來越高。電能質(zhì)量的好壞直接關(guān)系著國民經(jīng)濟的總體效益。同時，由于電力系統(tǒng)干擾性負荷的日益增多，使得電能質(zhì)量受到諸多方面的影響。電能這種商品的質(zhì)量不僅僅取決于生產(chǎn)者(如發(fā)電廠)，還受到電力用戶，尤其是干擾性負荷用戶的影響，而且這種影響帶來的電能質(zhì)量下降

5、還會隨電力系統(tǒng)而危及到其它用戶的正常用電。如果電能質(zhì)量的指標偏離正常水平過大，就會給發(fā)電、輸變電和用戶帶來不同程度的危害及損失，故電能質(zhì)量的優(yōu)劣會直接關(guān)系到國民經(jīng)濟的總體效益。電能質(zhì)量的管理和電力污染的治理工作勢在必行。同時，電力用戶和供電公司對電能質(zhì)量的重視程度都在不斷提高，圍繞著電能質(zhì)量的改善問題，許多機構(gòu)都做了大量的工作，取得了良好的效果。只有詳細準確的掌握了電網(wǎng)變化的信息，才能制定出合理的解決問題、改善電能質(zhì)量的方案。電能質(zhì)量低劣產(chǎn)生的危害會對供用電雙方在經(jīng)濟上造成傷害。一方面，劣質(zhì)電能將使供電方不能順利地對用電方多供電，影響電網(wǎng)的安全和供電方的信譽，對供電方造成一定的經(jīng)濟損失；另一方

6、面，劣質(zhì)電能將對某些用電方（如高科技企業(yè)）造成巨大地經(jīng)濟損失，據(jù)美國電科院 Jane Clemmensen 估計，美國每年因電能質(zhì)量造成損失達260億美元，據(jù)國際會議報告介紹，美國由于電能質(zhì)量低劣引起的經(jīng)濟損失每年高達133億美元。1.2 本文的主要內(nèi)容作為一個全新的研究領(lǐng)域，電能質(zhì)量市場存在很多值得研究的問題。全文共分為_章，各章內(nèi)容簡介如下：第一章緒論，簡述課題的背景和意義、論題的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，介紹論文的主要內(nèi)容；第二章_；第三章_；本文最后對全文進行總結(jié)，并指出了研究課題的未來發(fā)展方向。2 電能質(zhì)量概論2.1 引言從普遍意義上講，電能質(zhì)量就是指優(yōu)質(zhì)供電。但是由于人們看待問題的角度不同，

7、對電能質(zhì)量的理解也不盡相同。電力部門可能將電能質(zhì)量定義為電壓、頻率的合格率和連續(xù)供電的年數(shù)，并且用統(tǒng)計數(shù)字來說明電力系統(tǒng)是安全可靠運行的。電力用戶則可能把電能質(zhì)量簡單定義為是否向設(shè)備提供了電力。而設(shè)備制造廠家則可能定義電能質(zhì)量是指電源特性應(yīng)當完全滿足電氣設(shè)備的正常工作需要，但實際上，不同的廠家和不同的設(shè)備對電源的特性要求可能相去甚遠。為了系統(tǒng)地分析和研究電能質(zhì)量并能夠?qū)ζ鋽_動進行檢測，從中找出引起電能質(zhì)量問題的原因和采取針對性的解決辦法，給出電能質(zhì)量的定義，將電能質(zhì)量分類并制定出相應(yīng)的標準是很重要的。2.2 電能質(zhì)量的基本概念所謂電能質(zhì)量，是指把發(fā)電廠發(fā)出的電能視為一種商品，從而對它的各種技術(shù)

8、指標作出相應(yīng)的規(guī)定，以判斷其是否符合要求。一個理想的電力系統(tǒng)應(yīng)以恒定的頻率(50Hz)和正弦波形，按規(guī)定的電壓水平(標稱電壓)對用戶供電。在三相交流電力系統(tǒng)中，各相電壓和電流應(yīng)處于幅值大小相等，相位互差120度的對稱狀態(tài)，三相交流電壓是平衡的，它的均方根值和頻率都應(yīng)該是恒量，電壓和電流的波形為正弦無畸變。理想供電系統(tǒng)的這些指標應(yīng)與用戶的負荷無關(guān)。而用戶負荷應(yīng)設(shè)計成在額定電壓和頻率下具有最佳的運行性能，各個負荷之間互不干擾。傳統(tǒng)的電能質(zhì)量概念主要強調(diào)供電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)特征，如電力企業(yè)統(tǒng)計供電電壓和頻率的合格率百分數(shù)（如99.99%）來說明供電對用戶的可靠性，而不注重其暫態(tài)即動態(tài)的特征。IEEE技術(shù)協(xié)調(diào)

9、委員會給出電能質(zhì)量的技術(shù)定義：“合格的電能質(zhì)量的概念是指給敏感設(shè)備提供的電力和設(shè)置的接地系統(tǒng)是均適合于該設(shè)備正常工作的”。但是這個定義不夠直接和簡明。電能質(zhì)量的定義為：“導(dǎo)致用戶設(shè)備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率偏移”。這個定義比較簡明，也概括了電能質(zhì)量問題的成因和后果。*簡述電能質(zhì)量的基本概念。2.3 電能質(zhì)量問題產(chǎn)生的原因電能質(zhì)量問題產(chǎn)生的原因較為復(fù)雜，發(fā)生的頻度較為偶然，它主要是系統(tǒng)遭受外來干擾、或內(nèi)部故障、或正常操作情況下發(fā)生，而且與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)聯(lián)系強度、感覺設(shè)備(敏感負荷)的用電特性等因素有關(guān)；相同的干擾在不同的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及聯(lián)系強度下產(chǎn)生的效果指標參數(shù)不同，相同的干擾在相同的電

10、網(wǎng)結(jié)構(gòu)及聯(lián)系強度下對不同的響應(yīng)源(敏感負荷)所感受的程度及產(chǎn)生的效果也不相同。一般來說，擾動能量的傳遞遵循由高電壓等級損失較小地向低電壓等級傳輸，同時在同電壓等級之間根據(jù)聯(lián)系緊密程度也進行傳輸。引起電能質(zhì)量問題的主要原因可歸結(jié)為以下幾個方面：(1)電力系統(tǒng)短路故障這是最普遍、最明顯、最直觀的干擾因素。電力系統(tǒng)的短路故障總是伴隨著瞬間的電壓跌落、中斷，這種擾動傳播的強度與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及電器參數(shù)存在密切的關(guān)系。另外，這種擾動同樣能夠由低電壓等級向高電壓等級傳播，只不過范圍及強度較弱而已。(2)閃絡(luò)或線路對地放電雷擊引起絕緣子閃絡(luò)、陰雨季節(jié)(春秋季)或者其他形式的線路對地放電是造成電壓跌落和供電中斷的一

11、個較普遍、發(fā)生幾率較大的因素，帶有一定的天災(zāi)人禍性質(zhì)。(3)電力系統(tǒng)正常的開關(guān)操作電力系統(tǒng)正常的斷路器投切一般伴隨著瞬間的電壓跌落，但幅度一般不大。但如果合閘較大負荷，往往產(chǎn)生不可忽視的電壓跌落。(4)儲能性電器設(shè)備的正常操作(5)一些典型的沖擊性負荷的生產(chǎn)過程，主要包括：1）交(直)流煉鋼電弧爐(在同電壓等級供電母線)2）軋機、提升機、絞車3）電動機的啟動(特別大容量、高頻度啟動的電機)4）電焊設(shè)備*簡述電能質(zhì)量產(chǎn)生的原因。2.4 電能質(zhì)量擾動的特點 電能質(zhì)量擾動有如下特點:(1)不完全來源于電力生產(chǎn)部門，有的擾動(例如諧波、電壓波動和閃變)往往是由用戶造成的；(2)電能質(zhì)量擾動發(fā)生地點和持

12、續(xù)時間的長短，即電能質(zhì)量在空間和時間上 均處于動態(tài)變化之中；(3)電能質(zhì)量擾動和用電設(shè)備性能密切相關(guān)。當擾動水平與電氣設(shè)備的容許偏差存在差異時，一方面要求電力供應(yīng)者努力提高電能的供電質(zhì)量，減小、消除擾動的影響，另一方面也要求電氣設(shè)備不僅應(yīng)能在規(guī)定的標準值之內(nèi)正常運行，而且應(yīng)具備承受短時超標運行的能力。2.5 電能質(zhì)量擾動的分類 電力系統(tǒng)中各種擾動引起的電能質(zhì)量問題主要可以分為穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)兩大類型。穩(wěn)態(tài)電能質(zhì)量問題以波形畸變?yōu)樘卣?，主要包括諧波、間諧波、波形下陷以及噪聲等現(xiàn)象；暫態(tài)電能質(zhì)量問題通常是以頻譜和暫態(tài)持續(xù)時間為特征，包括短時電壓變動以及各種瞬變現(xiàn)象2，其中短時電壓變動是指系統(tǒng)中發(fā)生故障或

13、較大負載變換所引起節(jié)點電壓方均根值在短時間內(nèi)隨時間改變的現(xiàn)象，包括電壓驟升、電壓驟降以及瞬時中斷等現(xiàn)象；瞬變現(xiàn)象通常是指暫態(tài)過電壓，可分為脈沖暫態(tài)和振蕩暫態(tài)兩類可分為脈沖和振蕩兩大類。2.6 電能質(zhì)量檢測技術(shù)研究進展電能是一種特殊的產(chǎn)品，同樣具有產(chǎn)品的若干特征，如可被測量、其質(zhì)量可以用各種指標評價等，但電能的質(zhì)量又與一般產(chǎn)品的質(zhì)量有所不同。記載最早的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置是20世紀20年代由通用電氣公司開發(fā)的雷擊記錄儀，它可以定性地提供脈沖幅值和時間。60年代中期，早期的電能質(zhì)量監(jiān)測儀，分布較廣，能統(tǒng)計地記錄關(guān)心的數(shù)據(jù)。到了80年代，已經(jīng)擁有全圖形化的電能質(zhì)量記錄儀，捕獲波形和信號并通過電話線來傳輸

14、。90年代以來，國內(nèi)外電力部門和電力用戶對電能質(zhì)量的關(guān)心程度與日俱增，對電能質(zhì)量進行永久性的監(jiān)測，已成為國外許多電力公司的共同做法。進入2l世紀，Internet使得數(shù)據(jù)通信變得更為簡單，現(xiàn)代的監(jiān)測系統(tǒng)可以很容易地根據(jù)需要傳遞數(shù)據(jù)和信息，應(yīng)用高級算法跟蹤有用的信息并提供給非專業(yè)人士。為了采取合理措施提高電能質(zhì)量，建立電能質(zhì)量監(jiān)測和分析系統(tǒng)，對其進行正確的檢測、評估和分析是十分必要的，也是電能質(zhì)量檢測未來發(fā)展的趨向。未來電能質(zhì)量監(jiān)測分析系統(tǒng)應(yīng)該解決以下幾個技術(shù)難點：(1)擾動持續(xù)時間短，如一些動態(tài)電能質(zhì)量問題持續(xù)時間只有幾毫秒；(2)干擾發(fā)生的隨機性強，如雷擊、系統(tǒng)故障、一些非線性負荷的投切等；

15、(3)電壓、電流波形均發(fā)生畸變；(4)需要實時監(jiān)測，因為敏感負荷、引起電能質(zhì)量惡化的負荷數(shù)量和種類均越來越多。注：論文中的公式要居中，公式的編號加圓括號，居行尾。例： (1.1)其中，R，S分別為抗力和載荷效應(yīng)的均值，。其中公式的編號規(guī)則：第1章的公式依次為(1.1)、(1.2)、(1.3)；第2章的公式依次為(2.1)、(2.2)、(2.3)，依次類推。看后請刪除。3 電能質(zhì)量檢測方法目前，電能質(zhì)量擾動的檢測主要有基于非時頻分析和基于時頻分析的檢測方法。其中，基于非時頻分析的方法主要有差變分析法，短窗功率算法和短窗自相關(guān)算法，分形理論和瞬時無功功率理論。非時頻分析方法由于其計算速度快，能實時

16、跟蹤擾動變化，所以在特定的電能質(zhì)量檢測方面表現(xiàn)出特定的優(yōu)勢，但它不能對信號進行時域和頻域的聯(lián)合分析。近幾年，以小波變換為代表的時頻分析方法已在電能質(zhì)量擾動檢測方面取得了大量的研究成果。同時，其他時頻分析方法如短時傅里葉變換（STFT）、S變換和HHT變換等方法也在電能質(zhì)量分析方面取得了一定的進展。3.1 傅立葉變換傅立葉變換一直是信號處理領(lǐng)域中最完美、應(yīng)用最廣泛、效果最好的一種分析手段。當前主要的檢測方法基本上都是基于傅立葉變換的。傅立葉變換是時域到頻域互相轉(zhuǎn)化的工具，從物理意義上講，傅立葉變換的實質(zhì)是把f(t)這個波形分解成許多不同頻率的正弦波。這樣我們就可以把對原函數(shù)f(t)的研究轉(zhuǎn)化為對

17、其權(quán)系數(shù)或傅立葉變換F(w)的研究。3.2 短時傅立葉變換(STFT)3.3 小波變換3.4 S變換3.5 希爾伯特變換（HHT）*介紹各種電能質(zhì)量檢測的方法。注：論文中圖的編號、圖名（小四，宋體）及圖的說明置于圖的下方并居中。其中圖的編號規(guī)則：第1章的圖依次為圖1.1、圖1.2、圖1.3；第2章的圖依次為圖2.1、圖2.2、圖2.3，依次類推?？春笳垊h除。4 并聯(lián)有源濾波器的設(shè)計并聯(lián)有源電力濾波器作為電能質(zhì)量控制器的重要組成部分負責(zé)從電網(wǎng)中檢測出諧波，并利用檢測出來的諧波控制逆變電路使其產(chǎn)生反向的諧波波形以達到對電網(wǎng)諧波電流進行補償?shù)墓δ堋?.1 諧波檢測4.2 逆變電路的工作原理4.3 逆

18、變電路的參數(shù)及仿真4.3 仿真結(jié)果及分析從仿真結(jié)果可以看出，所設(shè)計的系統(tǒng)對諧波進行檢測和補償，起到了對電能質(zhì)量控制的作用，使各波形趨于完美，從而讓電能質(zhì)量提高，從仿真結(jié)果可以看出，通用電能質(zhì)量控制器對由負載變化引起的電網(wǎng)波動有很好的補償作用。但是對于電源性變化則效果不佳，有待進一步研究。*仿真電能質(zhì)量的檢測。5 結(jié) 論電能質(zhì)量即電力系統(tǒng)中電能的質(zhì)量。理想的電能應(yīng)該是完美對稱的正弦波。一些因素會使波形偏離對稱正弦，由此便產(chǎn)生了電能質(zhì)量問題。一方面我們研究存在哪些影響因素會導(dǎo)致電能質(zhì)量問題，一方面我們研究這些因素會導(dǎo)致哪些方面的問題，最后，我們要研究如何消除這些因素，從而最大程度上使電能接近正弦波。*總結(jié)本次論文所做工作，取得的成果，指出還有哪些不足和需要改進的地方、課題的未來發(fā)展方向等等。結(jié)論是整篇論文工作的總結(jié)。結(jié)論是在理論分析和設(shè)計結(jié)果的基礎(chǔ)上，經(jīng)過分