《基于瞬时无功功率理论的三相谐波电流分析与检测》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于瞬时无功功率理论的三相谐波电流分析与检测（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、. . 山东农业大学毕 业 论 文基于瞬时无功功率理论的三相谐波电流分析与检测 院 部 机械与电子工程学院 专业班级 电气工程及其自动化3班 届 次 2015届_ 学生姓名 钱睿_ 学 号 20116811_ 指导教师 刘平_ 二一五年六月一日装订线. . . 目 录摘要Abstract1 绪论11.1 课题背景及意义11.2 国内外研究现状11.3 论文主要内容22 谐波与谐波分析32.1 谐波的产生及分布32.2 谐波的危害42.3 电网谐波的相关标准62.4 谐波的抑制83 瞬时无功功率理论及其应用123.1 瞬时无功功率理论定义123.2 坐标系中的瞬时无功功率理论123.3 p-q检
2、测法133.4 ipiq检测法164 仿真分析174.1 基于瞬时无功功率理论的ip-iq检测法建模174.2 波形分析215 总结24参考文献25致 谢26ContentsChinese AbstractEnglish Abstract1 Introduction11.1 Background and significance of the selected topic11.2 Research of harmonic at home and abroad11.3 Main idea of the paper22 Harmonic and harmonic analysis32.1 Prod
3、uction and distribution of harmonics32.2 Harm of harmonics42.3 The relevant standards for the harmonic of the electric network 62.4 Suppression of harmonics83 Instantaneous reactive power theory and its application123.1 Definition of instantaneous reactive power theory123.2 Instantaneous reactive po
4、wer theory in coordinate system123.3 Detection method of p-q133.4 Detection method of ipiq164 Simulation analysis174.1 ip-iq detection models based on instantaneous reactive power theory174.2 Waveform analysis215 Conclusion24References25Acknowledgement26基于瞬时无功功率理论的三相谐波电流分析与检测作者：钱睿 指导老师：刘平（山东农业大学 机械与
5、电子工程学院 讲师）【摘要】近年来，随电力电子技术在电力系统中的广泛应用以及非线性负荷的增加，工业得到了快速的发展，但也使公用电网的谐波污染越来越严重，导致电能质量的下降，使供电、用电的安全、经济性以及居民的生活受到严重影响。因此有必要实时准确地测量出电网中的谐波含量，从而进行谐波抑制。目前谐波检测方法的达数十种，其中由日本学者赤木泰文提出的“瞬时无功功率理论”的应用最广泛，包括p-q算法和ip-iq算法。其原理是把三相电路的ia ，ib ，ic的瞬时值转换到另一个坐标系-上研究，此法可以在三相电压对称且无电压畸变时准确地测量出基波电流，进而求出三相谐波电流。最后，用MATLAB 7.0中的S
6、imulink软件搭建电路模型，进行仿真，得出波形。关键词：谐波 谐波电流检测 瞬时无功功率理论 MATLABResearch on Harmonic current detection based on Instantaneous Reactive Power Theory in Three-Phase CircuitAuthor：Qian Rui Supervisor：Liu Ping(Mechanical & Electrical Engineering College of Shandong Agricultural University, Lecturer )Abstract Rec
7、ently, with the wide application of power electric technology and the non-linear load device used in power systems, industry has been developed rapidly. But the harmonic pollution of the power system is gradually serious and decreased the power quality. The decline of power quality will affect the p
8、ower supply and the security and economic of electricity. Its also affect the lives of the population. So, it is necessary to measure the harmonic content accurately and timely. There are many methods of harmonic detection, and the most widely used is based on instantaneous reactive power theory, co
9、ntains p-q and ip-iq algorithms. The principle is to convert the instantaneous value of the three-phase circuit ia ,ib ,ic to another coordinate system names -. This method can be used to detect the fundamental current when the voltage is symmetry and without distortion, then the three-phase harmoni
10、c current is obtained. Finally, the simulink in matlab 7.0 is used to build models and analyze the wave.Keywords：Harmonic; the harmonic component current detection; instantaneous reactive power; MATLAB1 绪论1.1 课题背景及意义近几十年来，随着全球工业的快速发展，生产技术和水平有了很大的提升，电力电子技术得到了广泛应用。大量整流装置，换流装置，电压调整装置以及部分家用电器等具有波动性或非线性负
11、载的投入使用,产生了大量谐波，使得电力网络中的谐波污染越来越严重，导致电能质量下降，严重影响到电力系统的安全、稳定和经济运行。因此，检测分析电网中的谐波含量，实时掌握电网中谐波的实际情况，进而进行谐波抑制非常重要，对减少危害、保护系统安全具有重大意义。1.2 国内外研究现状我国早在十一五规划纲要中就指出,要通过新技术实现节能。目前全球将节能的重点放在工业和交通业两个方面,其中工业是重中之重。而工业用电,不论在供电还是配电方面都存在大量问题,这些都与谐波有着不可分割的关系。随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，对电能质量的要求也越来越高，因此，谐波的分析和治理迫在眉睫，这也完全符合我国的科学发
12、展观和可持续发展战略。1961年，我国开始着手研究谐波，目前已有上百家公司及科研单位从事有关于谐波抑制的研究。谐波处理的主要方法有：尽可能减少谐波源的谐波含量；采用多环流和PWM技术；利用滤波器进行谐波处理。现在电网主要选择控制整流器进行谐波分析，这必须将交流变为直流，本身就会导致电压波形发生严重的畸变，产生谐波。从开始研究谐波至今，我国采用的谐波抑制方法主要分成三种：一是只能吸收固定频率谐波的传统无源滤波器，由于容易发生谐振现象，这种滤波器已经很少使用；二是现今应用普遍的有源电力滤波器，这类滤波器需要高技术来实现，难设计、成本高，目前仍处于研究和试验阶段；第三种是混合滤波装置，将有源滤波与无
13、源滤波技术相结合，可以达到很好的滤波效果。德国早在上世纪六十年代就提出电力谐波会对电网产生干扰。七十年代以来，谐波带来的危害越来越明显，各国纷纷投入大量人力物力从事谐波问题的研究，并组织过多次学术研讨会。1969年,Bird和Marsh等人提出可以向电网中输入三相谐波电流来减少电网中谐波电流的含量,进而改善电流波形,这是有源电力滤波技术的萌芽。1971年,Sasaki和Machida提出了有源电力滤波技术,较为完整的阐述了有源电力滤波器的原理,即通过产生与负载谐波和无功电流大小相等但方向相反的补偿电流来抵消负载谐波和无功电流,以达到净化电网改善供电环境的目的。由于当时采用线性放大器来产生补偿电
14、流,成本高且损耗大,并未获得实际应用。到1976年,L.Gyugyi等提出用大功率晶体管PWM构成的逆变器来控制有源电力滤波器APF，从而抑制谐波,这引发了普遍的关注,并且确立了有源电力滤波器APF的完整概念与主电路的拓扑结构。八十年代后，随电力电子技术以及PWM技术的飞速发展，有源滤波器的研究成为热点。目前设计研究APF技术的基础理论是三相电路的瞬时无功功率理论，控制技术、信号处理技术以及GTO、IGBT等开关器件的应用也使有源滤波器在实际应用中得到快速发展。1.3 论文主要内容本论文具体构成及主要内容的安排如下：第一章“绪论”简要介绍了所选课题的研究背景、意义以及国内外现状，表明了谐波治理的重要性；第二章“谐波与谐波分析”，具体介绍了谐波的产生、危害，国内外谐波标准以及谐波的抑制；第三章“瞬时无功功率理论及其应用”，介绍了基于瞬时无功功率理论的p-q算法和ip-iq算法；第四章“仿真分析”，介绍了利用Simulink软件建模过程和三相谐波电流波形的检测；第五章“总结”着重介绍了整篇论文结束之后得出的结论，指出了不足之处并作出说明。
