电能质量的综合评估

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1、题 系 专 班 姓毕业设计（论文）目电能质量的综合评估别电力工程系业电气工程及其自动化*1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1* *1*指导教师下达日期年 月 日设计时间自_年_月_日至_年_月_日毕业设计（论文）任务书一、设计题目：1、题目名称电能质量的综合评估 2、题目来源、目的和意义随着非线性负荷的增多，电能质量问题已表现的日益突出，各国都根据实际情况制定 了相关的电能质量标准，所制定的标准能够评判电能质量各单项指标是否合格，但却 存在着一定的缺陷。电能质量是一个多指标的综合体，单纯的判断某项指标是否合格, 并不能反映整体的电能质量情况。通过设计学习掌

2、握电能质量的基本理论；电能质量综合评估的基本理论；MATLAB的编程方法与技巧；三、原始资料见附录。四、设计说明书应包括的内容完成电能质量综合评估的实现；完成电能质量综合治理的MATLAB仿真；完成5000汉字的与设计内容有关的英文资料的翻译。五、设计的主要技术指标（1）根据我国电能质量评估中存在的主要问题，建立适合的电能质量评估体系;（2）软件应达到的要求：a. 程序要满足一定的速度要求和应用需求b. 结果可信、真实（3）MATLAB仿真要求：a.实现谐波源（谐波潮流）的仿真；b.实现谐波综合治理的仿真，治理效果要满足国家标准要求；（4）以实际的例子（电气化铁路）进行电能质量评估，得出量化结

3、果；六、主要参考资料（1）肖湘宁.电能质量分析与控制.北京：中国电力出版社，2004, 2.（2）Alexander Kusko, MarcThompson电力系统电能质量.科学出版社，2009.3（3）电能质量国家标准应用指南中国标准出版社2009.9（4）程浩忠.电能质量概论.北京：中国电力出版社，2008，4.七、进度要求1、实习阶段第周（ 月 日）至第 周（月 日）共 周2、设计阶段第周（月日）至第周（月日）共周3、答辩日期第周（2012年 月日）八、其它要求（1）根据我国电能质量存在的主要问题及国家标准，建立适合的电能质量评估模型;（2）掌握一种电能质量分析软件的使用以及其仿真；（3

4、）设计完成后，使我们具有分析电能质量初步问题的能力；电能质量综合评估摘要电力行业市场化己成为世界各国电力工业改革的目标。而电能质量则是这其中的关 键。本文论述了电能质量各项指标的国标定义，以及在电力市场环境中研究电能质量综 合评估问题的意义。本文选择用简单易懂的概率统计和矢量代数相结合方法来进行电能 质量的综合评估。首先用概率统计对山西省各市的电能质量的各项指标分别进行评估， 然后与矢量代数相结合得到电能质量各项指标的归一量化评估结果，最后综合全省结果 比较而直观、全面地反映出山西省的电能质量问题。本文还在介绍各种工业负荷的电能 质量特性的基础上，针对电气化铁路影响电能质量的谐波因素进行了 M

5、ATLAB仿真处 理。关键词：电能质量；综合评估；概率统计和矢量代数；MATLAB仿真；Comprehensive Evaluation of Power QualityABSTRACTThe power industry market has become the reform objective of power industry through the world . The power quality is the key .This article discusses the definition of the GB of the power quality indicators ,

6、 And the significance of the study comprehensive assessment of power quality problems in the electricity market environment . This article select the method that the combination of probability statistic and vector algebra to conduct comprehensive assessment of power quality . Firstly, use probabilit

7、y statistic to assess power quality indicators of all cities of the Shanxi Province, then use vector algebra to the normalized quantitative results of the assessment of power quality indicators , and then integrated the provinces results and the electric characteristics to reflect the power quality

8、in Shanxi Province intuitively and comprehensively. On the basis of introducing a variety of industrial loads power quality characteristics, this paper counter harmonic of electrified railway affecting power quality factors with the MATLAB simulation processing .Key words: Power quality; Comprehensi

9、ve evaluation; Probability statistic and vector algebra; MATLAB simulation;目录第一章绪论81.1在电力市场环境下研究电能质量评估问题的意义.81.2国内外的研究现状.81.3本论文的主要工作9第二章电能质量评估指标概述102.1电能质量指标的概念和影响因素102.1.1电压偏差102.1.2频率偏差112.1.3谐波含量122.1.4电压波动和闪变122.1.5三相电压不平衡度132.1.6 暂态指标142.2电能质量国家标准15第三章不同工业负荷的电能质量特点173.1 冶金电炉负荷173.2 电气化铁路负荷193.

10、3 高压电机负荷203.4 风电场203.5 电气化铁路谐波滤除的MATLAB仿真21第四章山西省电能质量全析254.1算法原理说明254.2实例分析26第五章结论27参考文献28附录：山西省所有变电站电能质量评估数据错误！未定义书签。英文原文 错误！未定义书签。中文翻译 错误！未定义书签。致谢29第一章绪论1.1在电力市场环境下研究电能质量评估问题的意义进入二十一世纪后，在我国电力已经作为一种特殊的商品逐渐走入了市场化的大门, 电力市场也逐步成型。目前，我国的电力市场采用的是发电侧开放式的单一购电者模式, 即将电力经营企业拥有的发电厂与电网分开，市场只对发电侧开放，在发电侧各发电厂 竞价上网

11、，但是购电者只有电力调度交易中心一方。电力市场中电能交易类型包括合约 交易、现货交易、期货交易等，而现阶段，我国的电力市场中的交易类型为，在市场中, 电网经营企业与发电公司间以短期现货交易和远期合约交易为主；而电力调度交易中心 与购电者间以现货交易为主。作为一种商品，电力市场化后，电能的质量无疑将会与价 格挂钩，从而引起人们对质量的重视，这对于电能质量的提高将会起到很好的促进作用。随着电力市场化的进行，电力系统将出现厂网分开，供输分离的局面，电能将统一 开放，作为一种商品投入到市场竞争中去，像其他的商品一样，竞价上网，做到按质定 价、优质优价，因此，在电力市场的环境下对电能质量进行评估具有重要

12、的意义。在电 力市场环境下，有了明确的电能质量等级划分方法，就可以综合的评估、比较各种电能 的质量，从而为建立公平的电力市场创造条件。同时，有一个明确的电能质量的评估标 准，也便于购电方进行比较和选择，从而达到以最少的资金获得最适合的电能的目的。 在电力市场中对各种电能的质量进行评估并采用按质论价、优质优价的购电原则，有利 于鼓励各个发电厂商、输配电系统努力改进或提高电能的质量，从而可以提高电力系统 整体电能的质量。其次，在电力市场中考虑电能质量就将电能质量的治理问题推向了市 场，使其与经济利益挂钩，从而明确了电能质量治理的责任，有助于改变目前互相推卸 责任、标准单一、无人治理的被动局面。并且

13、，在电力市场中考虑电能质量问题有助于 改革并完善电力企业的管理，从而促使电力企业从垂直垄断管理体制向开放竞争管理体 制转变，努力开拓电力市场，提高企业的管理效率和电能质量，降低供发电成本和电价, 最终达到促进国民经济发展的目的。1.2国内外的研究现状长期以来，定量的、全面的评估电能质量，一直是电能质量工作者共同追求的目标。 目前，电能质量综合评估的研究焦点依然是如何科学、客观地将一个多指标问题综合成 单一量化指标问题，已经有多篇文献对电能质量综合评估方法进行了探讨，对电能质量 的定量评价做出了有益的探索。由于电能质量指标具有模糊性，因此产生了基于模糊数学的综合评估方法。文献 采用了 “模糊模式

14、识别”的方法，首先将电能质量的各个指标模糊化，建立相应的隶属 度函数，并且将服务性指标利用专家评分法获得隶属度；然后确定电能质量的等级，采 用将模糊集求概率和，在考核周期内取算术平均的方法获得指标隶属度；之后再采用海 明贴近度，利用择近原则判断出质量等级。但是，由于采用的贴近度对模糊关系的刻画 不够细致，最大隶属度原则掩盖了介于两个隶属度之间的差别，严重时可能会导致判断 偏差太大，所以对电能质量的综合评估不够细致、清晰和全面。文献2提出了利用“模 糊综合评判”的方法对电能质量进行综合评估。首先对电能质量的各个指标进行分级， 从最低一级开始评判，在评判完这一级之后再进入下一级，直到最后获得综合评

15、判结果。 同时，在每一级评判中引入相应的评判权重，以表示不同指标在该级中的重要程度。最 后一级的综合评判采用加权平均法，以避免最大隶属度原则的片面性。此种方法综合考 虑了电能质量指标的各个方面，评判客观、全面、合理，具有一定的应用价值。上述两 种基于模糊数学的方法，均存在如何建立合理的隶属度函数的问题，如果隶属度函数建 立不合理，将会对评估结果产生很大影响。文献采用了概率统计特征值的方法，抓住了分项电能质量指标的主要特征。采用 矢量代数的方法有效地将不同的分项指标归一量化，使电能商品优质和优价的一一对应 成为可能。但是基准值的选取不同，指标的归一量化结果会有很大不同。如果基准值选 取不当，会对电能质量综合评估的准确性有很大影响。针对模糊数学和概率统计与矢量代数方法各自的优缺点，文献提出了将二者相结 合的综合评价方法，这种方法在对电能质量进行整体评价的同时，还可以单独评价电能 质量的某项指标。采用概率统计特征值的方法可以抓住电能质量分项指标的主要特征， 而采用模糊综合评判的方法则可以体现不同用户对电能质量各项指标要求的不同。整个 过程中，在尽量避免主观人为因素对评价结果的影响的同时引入了权重矢量，因而可以 根据实际的需要满足对某些项指