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广州市广播电视台电力谐波治理

广州市广播电视台电力谐波治理

作者：钟景山华南理工大学

学位级别：硕士

现今随着电力电子技术越来越广泛的应用，由此带来的大量非线性负载给电网带来了严重的谐波污染，并由此产生了一系列电能质量问题，而各种敏感负载对电网的供电质量又提出了更高的要求。广州市广播电视台也由于大量非线性负荷的应用而... 详细信息

现今随着电力电子技术越来越广泛的应用，由此带来的大量非线性负载给电网带来了严重的谐波污染，并由此产生了一系列电能质量问题，而各种敏感负载对电网的供电质量又提出了更高的要求。广州市广播电视台也由于大量非线性负荷的应用而深受谐波污染的困扰，谐波治理刻不容缓。本文以此为基础，对为其设计电力滤波器的工作展开研究讨论。无源电力滤波器因其结构简单、设备投资少、运行可靠性高、运行费用低，成为电力系统中最普遍的谐波抑制设备。本文所设计滤波器以无源电力滤波器为模板，对其参数设计方法进行深入的研究。本文详细分析各种无源电力谐波器结构和工作原理，并在其基础上对影响滤波器性能的有关参数进行了深入分析，重点研究了等值频偏、无功补偿容量特性及系统谐波阻抗对单调谐滤波器和高通滤波器性能的影响。详细讨论了单调谐滤波器设计方法，具体有最小容量法、无功容量补偿法和从保证电容器过电压要求的方法，简单讨论了高通滤波器的设计思路。分析了针对不同的情况对滤波方案的选择。对广州市广播电视台配电系统母线各种电气参数进行详细的测量，分析了配电系统中所存在的主要问题。以所测量到的电气参数为基础，为系统设计滤波装置。分别用上面提及的三种设计方法计算滤波装置的参数，然后在此基础上，确定滤波装置的支路数、滤波电容器容量、滤波电抗器电抗率，然后最终确定滤波装置所有支路主要元件的参数配置。以设计确定的主要元件参数为电视台配电系统配置滤波装置。测量滤波装置投入使用后系统的各种电气参数的值，与之前的测量的电气参数进行对比分析，分析滤波装置投入使用后的效果。分析结果表明，滤波装置的安装很好的改善了配电系统中的谐波含量水平，同时提高了配电系统的运行功率因数，减少了系统损耗，另一方面也彻底解决了配电系统之前的谐波放大的问题。分析所设计的滤波装置的动态性能，为滤波装置建立数学模型并计算分析，然后通过ATP-EMTP软件对滤波电路进行仿真，得出滤波装置投入后各电流电压波形的变化情况，结果显示滤波装置完全符合电力系统的安全运行要求。

关键词：谐波治理无源滤波器电能质量无功补偿

基于DSP的稳态电能质量监测及谐波治理的研究

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基于DSP的稳态电能质量监测及谐波治理的研究

作者：谢伟华东交通大学

学位级别：硕士

随着电网负载的大量增加，尤其是非线性负载的广泛使用，电网中电能质量被严重污染，但国家坚强型智能电网对电能品质的要求日益提高，一个绿色、节能、环保的电网体系势在必行。为解决这一矛盾，电能质量监测与谐波治理必不可少。电能... 详细信息

随着电网负载的大量增加，尤其是非线性负载的广泛使用，电网中电能质量被严重污染，但国家坚强型智能电网对电能品质的要求日益提高，一个绿色、节能、环保的电网体系势在必行。为解决这一矛盾，电能质量监测与谐波治理必不可少。电能质量监测具有实时性、全局性和高度的智能性，能对电网的电力品质进行实时监测，从而有效预防电能质量带来的损失;谐波治理是使电网净化的根本途径，两者相辅相成，缺一不可，从而提高整个电网的供电灵活性、可靠性和能源利用效率。本文第一、二章主要论述了课题研究的背景和意义，并对电能质量在国标中的定义及允许限值做了介绍，然后简述了电能质量监测与谐波治理的研究现状和发展趋势，最后，对电能质量中各参数的监测实现进行了分析。本文第三章主要设计了稳态电能质量监测装置，包括硬件电路设计和算法研究。硬件系统采用分模块进行设计，主要包括电源板、互感器板、主板，并对各个模块中的核心电路进行了详细的解释，然后对装置的核心算法进行了透彻的分析。最后，对样机的各个监测参数进行系统测试，测量数据分析表明各相监测指标符合国家A级误差标准，并对其误差来源进行了分析。本文第四、五章主要对三相三线制电压并联型APF电力有源滤波的监控装置和主电路进行了研究设计。监控装置采用分层分模块进行设计，总共分为两层，上层为SVG装置，重点设计了PWM板、主板、继电器板;下层公网侧监测采用前面设计的稳态电能监测装置。最后，在现场对样机进行消谐实验，通过大量实验数据分析，总结得出了样机的补偿特性和补偿效果，并对样机的补偿误差来源进行详细分析。

关键词：电能质量非线性负载谐波治理有源滤波 APF 补偿特性

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医院供电系统谐波治理技术研究与应用

医院供电系统谐波治理技术研究与应用

作者：周丽萍兰州理工大学

学位级别：硕士

大型医院使用数量众多的高性能医疗设备对供配电系统的电能质量要求高,同时大型医院由于非线性负载设备使用量大,导致供配电系统中谐波含量增加,引起电压和电流发生严重畸变,从而对医疗精密设备的正常工作影响。本文针对甘肃某大型三甲... 详细信息

大型医院使用数量众多的高性能医疗设备对供配电系统的电能质量要求高,同时大型医院由于非线性负载设备使用量大,导致供配电系统中谐波含量增加,引起电压和电流发生严重畸变,从而对医疗精密设备的正常工作影响。本文针对甘肃某大型三甲医院新建的住院综合楼供配电系统谐波治理问题,结合实际工程,采用三电平有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)对医院供配电系统中的谐波电流抑制进行研究。论文分析了谐波的形成原理及危害,对三电平APF拓扑结构及数学模型、谐波检测算法、控制策略进行了研究。从原理、模型结构对三电平APF进行分析,基于三电平APF在三相四线制供配电系统谐波中的独特优势,采用三电平APF用于某医院供配电系统中谐波电流抑制;为提高谐波检测精度与谐波补偿效率,采用基于DDC-MAF相位检测的双曲正切函数LMS算法用于谐波电流检测;为提高谐波指令响应速度,采用PI控制+模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)的联合控制策略对三电平APF进行控制,以提高三电平APF的补偿精度及系统稳定性。利用MATLAB对设计的谐波检测算法及控制策略进行仿真验证,仿真结果表明论文研究的谐波检测算法与控制策略对谐波治理的效果明显。基于上述工作基础,完成三电平APF硬件及软件设计。结合工程实际,在硬件电路中对相关器件进行选型及参数确定;在控制器部分采用DSP+FPGA双控制器进行设计,采用DSP部分以增强数据处理能力及数据可移植性,采用FPGA控制器执行PI+MPC结合的控制策略,并生成数字PWM脉冲。研制500Kvar/300A三电平APF,依托甘肃某大型三甲医院新建的住院综合楼2台1600KVA专变以及1台800KW的柴油发电机综合供电系统对研制的三电平APF进行实验验证。实验验证结果表明,论文采用的谐波检测算法与PI+MPC控制策略应用于三电平APF系统对医院谐波具有一定的抑制效果,该论文研究的三电平APF控制策略鲁棒性强,谐波检测算法准确、设备运行稳定,对医院供电系统中的谐波有良好的治理效果,提高了医院供电系统的电能质量。

关键词：谐波治理三电平APF 谐波检测 PI+MPC控制双控制器

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钢铁厂谐波治理的研究

钢铁厂谐波治理的研究

作者：韩平福州大学

学位级别：硕士

随着电力电子整流、换流技术和大功率晶闸管装置在各种电气设备中的应用,谐波问题在电力系统中已日趋严重,对电网造成了严重的谐波污染,影响了电网的安全运行和广大工农业生产的正常用电,因而,对谐波的测试与治理工作是非常必要的。谐... 详细信息

随着电力电子整流、换流技术和大功率晶闸管装置在各种电气设备中的应用,谐波问题在电力系统中已日趋严重,对电网造成了严重的谐波污染,影响了电网的安全运行和广大工农业生产的正常用电,因而,对谐波的测试与治理工作是非常必要的。谐波污染严重时,对电网的损害比较大,而且当谐波电流在电网内流动,主要产生两种影响:附加损耗和谐波电压降。谐波还会使电容器电抗减小、电流增大,降低电容器的使用寿命或使电容器损害。因而抑制谐波也是很重要的,抑制谐波主要遵守下面基本原则:限制注入电网的谐波电流,把电力系统中的谐波电压含量控制在允许的范围内,保证电网供给合格的电能,使接入电网的各种用电设备免受谐波干扰以保证正常工作。电网谐波污染严重,是因为主要污染源——中频炉数量多、范围广、流动性大的特点,治理措施应在负荷处采用,在谐波源处就近安装滤波器是防止谐波电流注入电网的有效措施。靠近谐波源吸收谐波电流,是安装滤波器的基本原则。本文针对钢铁厂供电系统的现状,对钢铁厂谐波进行了分析,并提出了综合治理的方案。论文首先介绍了谐波的基本概念、谐波的产生及其危害、谐波治理的必要性,以及谐波研究的现状;然后分析了谐波治理的一些方案。论文对钢铁厂电网的谐波进行了监测与分析,并给出了电网谐波情况综合分析的结果,针对钢铁厂电网谐波的实际情况,提出了谐波治理的方案。最后,结合钢铁厂谐波治理的情况,对谐波治理进行了进一步的研究,并对全文进行了总结。

关键词：电能质量谐波 LC滤波器有源滤波器谐波治理

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中频炉负荷无功补偿与谐波治理的应用研究

中频炉负荷无功补偿与谐波治理的应用研究

作者：杨文钺西安工程大学

学位级别：硕士

随着科学技术的不断发展,现代电力电子装置的大量应用提高了工业企业生产效率并节约了成本,但同时也带来许多危害。比如在铸造厂中大量使用的中频炉就是一种典型的非线性感性负荷,其在生产过程中的使用导致电网的谐波污染和功率因数降... 详细信息

随着科学技术的不断发展,现代电力电子装置的大量应用提高了工业企业生产效率并节约了成本,但同时也带来许多危害。比如在铸造厂中大量使用的中频炉就是一种典型的非线性感性负荷,其在生产过程中的使用导致电网的谐波污染和功率因数降低。因此,对上述问题的分析研究,有助于提高电网电能质量,降低企业损失,对实际工程具有一定的指导意义。本文首先对无功补偿技术以及谐波抑制的基本概念进行了详细的阐述,其中包括无功补偿以及谐波治理的重要性、常用方法等。研究了中频炉的结构原理及工作特点,分析其产生谐波的原因及对应的特征谐波特点。其次,分析了对中频炉补偿无功功率和滤除谐波的方法,并提出一种以无源滤波器为基础的滤除谐波补偿无功的方案,结合ETAP仿真软件设计主要元器件电容器和电抗器参数,避免滤波器与系统发生谐振而造成谐波放大的问题,并减少装置安装后的故障率。以某铸造有限公司为例,把补偿无功功率以及抑制谐波的知识概念与案例相结合并且妥善解决该案例出现的无功功率不足和谐波含量超标的情况。最后,基于ETAP仿真软件搭建工程案例配电网的模型,将仿真量与实测量对比以验证配电网模型的合理性,合理配置滤波补偿装置参数,根据仿真计算结果比较谐波治理前后电压、电流的畸变程度,以验证所采用的方案能够达到补偿无功功率以及抑制谐波的目的。滤波补偿装置已在实际案例变压器低压侧成功安装,再次用电能质量测试仪测量负荷数据,验证了本文方法能够解决该公司的无功不足和谐波问题,为研究改善中频炉负荷所引起的电能质量问题提供了参考,具有一定的实际意义。

关键词：中频炉负荷无功补偿谐波治理 ETAP 无源滤波器

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谐波治理及无功补偿在中大型电熔窑中的应用

玻璃与搪瓷 2016年第5期44卷 19-27页

作者：宁伟罗理达沈浩路飞陈健江波东华大学先进玻璃制造技术教育部工程研究中心上海200052 浙江山蒲照明电器公司浙江缙云321403

由于玻璃电熔技术的显著优势及国家节能减排政策的严格落实,玻璃电熔窑日趋大型化,电熔窑供电系统的各种电的问题也伴随而来。就电熔窑电调系统中涉及的谐波抑制和无功功率的补偿问题,提出一些分析和意见,以期引起同行重视,达到抛砖引... 详细信息

由于玻璃电熔技术的显著优势及国家节能减排政策的严格落实,玻璃电熔窑日趋大型化,电熔窑供电系统的各种电的问题也伴随而来。就电熔窑电调系统中涉及的谐波抑制和无功功率的补偿问题,提出一些分析和意见,以期引起同行重视,达到抛砖引玉的功效。

关键词：电熔窑谐波治理无功功率补偿系统

维普期刊数据库

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浙江开化工业园区谐波治理规划

浙江开化工业园区谐波治理规划

作者：应俊浙江大学

学位级别：硕士

近年来,随着经济的迅猛发展,尤其是大量高新技术企业的出现,大量的非线性负荷及冲击性负荷不断接入开化电网,电能质量问题日益突出。许多新型带微处理器和电力电子器件的负荷设备,对供电的质量要求越来越高,因此电网的稳定与经济可靠运... 详细信息

近年来,随着经济的迅猛发展,尤其是大量高新技术企业的出现,大量的非线性负荷及冲击性负荷不断接入开化电网,电能质量问题日益突出。许多新型带微处理器和电力电子器件的负荷设备,对供电的质量要求越来越高,因此电网的稳定与经济可靠运行面临着严重挑战。基于这种现状,对用户电能进行检测分析,建立一个电能质量实时监测系统迫在眉睫。管理人员可通过系统快速找出电网中影响电网电能质量的原因,并采取相应的整改措施,改善现有供电系统的供电质量、降低电能损耗、保证电网的安全、可靠、经济运行,同时也为开化电网的进一步建设完善和事故分析提供准确的历史数据和基础数据。本文首先在电网中选取合适的测量点利用日本富士电机公司的PS2计测终端进行实地测量,对电能质量进行分析,并根据国家标准撰写分析报告,然后提出在全县范围内建立广域监测系统的方案,最后根据电能质量分析结果,对存在严重电能质量问题的用户提供可行的治理方案并进行治理。本文给出了对一具体用户的治理方案及治理结果,结果表明该方案的正确性。根据加快转变电网发展方式,推进坚强智能化电网的目标要求,从科学发展的角度出发,对重点区域进行超前、合理的电网规划势在必行。本文对浙江开化工业园区主要客户进行谐波等电能质量测试及评估,在建立电能质量广域检测系统的实践基础上,提出电能质量规划及治理方案,保证供电质量和电网运行的稳定性。

关键词：非线性负荷电能质量广域监测系统谐波治理

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面向高频焊机的电能质量分析及谐波治理研究

面向高频焊机的电能质量分析及谐波治理研究

作者：刘培培广东工业大学

学位级别：硕士

随着电力系统的迅速发展和电力电子技术的广泛应用,电能污染日益严重,电能质量问题已经成为电力部门及电力用户越来越关注的问题。本课题结合广东省某钢管厂高频焊机系统用电设备实际,分析了产生谐波的主要设备及产生原因,从而提高人们... 详细信息

随着电力系统的迅速发展和电力电子技术的广泛应用,电能污染日益严重,电能质量问题已经成为电力部门及电力用户越来越关注的问题。本课题结合广东省某钢管厂高频焊机系统用电设备实际,分析了产生谐波的主要设备及产生原因,从而提高人们对电力系统谐波危害的认识,加深人们对谐波产生原因的了解,找出影响系统及用电设备的安全运行因素。本文首先介绍了国内外电能质量的研究现状、高频焊机等非线性电力电子负载的发展以及对电网产生谐波的危害、电能质量治理的必要性,综述了国家电能质量的各项标准,谐波的基本概念、谐波的产生及危害、波的分析方法和抑制谐波的无源和有源滤波方法。接着对钢管厂中钢管生产工艺流程和高频焊管设备系统的工作原理及具体的设备电气参数做了详细调研,并根据高频焊机电源的电路结构做了整流、逆变部分和整体的MATLAB建模分析,对不同参数环境下进行了谐波分析和仿真,然后用谐波检测仪器进行了设备处于工作状态之下的现场电力数据采集及谐波和三相不平衡度等测试,然后把仿真结果与现场谐波检测结果进行了对比,从而证明了理论分析的正确性。本论文针对广东省某钢管厂高频焊机电源系统实际运行情况,通过对电源系统谐波产生原因和原理进行了分析,指出了高频电源中谐波对电网系统中电力设备的安全运行造成危害,提出了高频焊机电源系统的仿真模型,设计了基于ip-iq算法实时电流检测单元和PWM算法的逆变控制单元的有源滤波器,描述了无源滤波器、零无功无源滤波器、有源滤波器的原理和方法,利用MATLAB仿真软件进行了仿真分析,通过仿真研究,证明了本模型具有良好的动态补偿特性,是解决谐波抑制和其它电能质量问题的有效手段。最后基于高频焊机系统对电网的电能质量扰动信号多样性,研究分析了针对国家规定的六种电能质量扰动信号的辨识算法,并设计了小波-PNN神经网络的电能扰动信号辨识系统,实现了全面分析高频焊机系统的电能扰动情况。

关键词：电能质量谐波治理高频焊机 MATLAB 无源滤波器有源滤波器

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大型数据中心谐波治理方案的研究

大型数据中心谐波治理方案的研究

作者：黄威上海交通大学

学位级别：硕士

近年来,我国数据中心已经成为一种产业,从前期的规划设计到后期的运行维护都越来越专业化。数据中心的容量日益增大,数据中心大楼建成独立的、专用的建筑已成为潮流。数据中心大楼自规划时功能就有别于一般民用建筑。内部大容量UPS组的... 详细信息

近年来,我国数据中心已经成为一种产业,从前期的规划设计到后期的运行维护都越来越专业化。数据中心的容量日益增大,数据中心大楼建成独立的、专用的建筑已成为潮流。数据中心大楼自规划时功能就有别于一般民用建筑。内部大容量UPS组的应用,导致其产生的谐波成为影响数据中心安全稳定运行的最大危害。本文首先阐述了UPS产生谐波的原因及其特征值,以及谐波在数据中心这个特定环境中的危害。由于数据中心主要为IT设备提供运行场地,其谐波产生的危害与一般民用建筑或工厂有较大差异。其次,本文对不同整流方式的UPS谐波实测数据进行对比和分析。阐述不同类型的UPS谐波产生的机理以及谐波频谱差异。对新一代IGBT整流UPS的技术原理做了阐述,对比分析IGBT整流UPS与可控硅整流UPS的可靠性。第三,本文介绍了目前应用在数据中心UPS的三种普遍的整流技术原理,分别是6脉冲整流UPS、12脉冲整流UPS和IGBT整流UPS。理论计算结合本人多年项目上的实际测量数据积累,对比这三种UPS的谐波指标值,得出实际案例中上述三种UPS的输入谐波依次降低的结论。但由于IGBT UPS可靠性低于可控硅整流UPS以及大容量IGBT UPS仍然需要多机并联,且大功率IGBT UPS应用较少。所以谐波治理方案的选择还必须结合应用场景、项目投资、安装场地条件和系统可靠性等多方面因素,而不能单纯的追求治理效果的最佳。最后,在本人参与的多个大型项目中,经验得出多机并联UPS系统因为通过多台UPS组合解决单机UPS整流器移相配置的复杂性,而有更多的搭配组合。这些组合也为多机UPS并联方案提供了更多的选择。通过对各种组合应用的分析,对比了谐波抑制效果、负载率匹配性等性能指标,并形成N+1和2N不同并机系统的参考模型。这些模型也为大型数据中心在规划阶段提供快速方案选型提供了理论工具。研究尝试对比分析一些符合我国数据中心建设项目特点的UPS谐波治理方案,通过理论计算和测试,汇总得出一些结论,为广大的数据中心设计人员提供多种UPS谐波治理方案参考模型,加快我国数据中心产业发展速度。

关键词： UPS 数据中心谐波治理 6脉冲整流 12脉冲整流可控硅整流 IGBT整流并机 N+1冗余 2N冗余非补偿式无源滤波器补偿式无源滤波器带触点非补偿式无源滤波器有源滤波器无源滤波器