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双馈风电场集中送出系统次同步相互作用的机理与抑制研究

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双馈风电场集中送出系统次同步相互作用的机理与抑制研究

作者：黄耀上海交通大学

学位级别：硕士

随着我国风电基地的装机容量逐渐增大,风电将在可再生能源供应中扮演重要角色。我国能源供应中心和负荷中心呈逆向分布,因此,大规模风电集中远距离外送的能力将影响可再生能源的有效利用。串联补偿能够有效地提高输电线路的输送能力,是... 详细信息

随着我国风电基地的装机容量逐渐增大,风电将在可再生能源供应中扮演重要角色。我国能源供应中心和负荷中心呈逆向分布,因此,大规模风电集中远距离外送的能力将影响可再生能源的有效利用。串联补偿能够有效地提高输电线路的输送能力,是实现大规模风电外送的重要手段,但是这也可能会诱发不利的风电系统次同步相互作用(Sub-synchronous Interaction,SSI)的问题。本文首先利用特性分离仿真技术分析了双馈风电场系统次同步相互作用的关键影响因素,并通过次同步相互作用回路的特性分析阐明了系统SSI的产生机理。然后,探讨了间谐波参与双馈风电场SSI的机理。基于互调原理分析了双馈风电机组间谐波产生原因及频率成分,研究了次同步频率间谐波随发电机转子转速的变化趋势和原因,进而探讨了次同步频率间谐波参与双馈风电场SSI的机理。最后,提出了一种基于滤波器的双馈风电场SSI实用抑制策略。以兼顾SSI抑制效果和对控制器的控制性能的影响为目的,提出了在转子侧变流器控制中加入滤波器的SSI实用抑制策略,并给出了滤波器的设计方法,最后通过仿真算例验证了该策略能够达到设计目的。本文的研究成果已应用于某风电场双馈风电机组脱网的故障分析,得到了风电机组制造厂家的认同,基于滤波器的抑制策略已在现场得到应用。

关键词：双馈风电场次同步相互作用间谐波机理研究抑制策略

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发电机纵向零序电压保护滤波方法

电力系统自动化 2008年第14期32卷 68-72页

作者：黄晶晶徐习东浙江大学电气工程学院浙江省杭州市310027

发电机纵向零序电压谐波成分复杂,含大量高、低次谐波及间谐波。常用的几种滤波方法对间谐波的滤除均不够理想。由此,提出一种基于频谱搬移原理的滤波方法,先将基波分量移至频率轴零点位置,再利用主带极狭窄的低通滤波器滤除非直流分量... 详细信息

发电机纵向零序电压谐波成分复杂,含大量高、低次谐波及间谐波。常用的几种滤波方法对间谐波的滤除均不够理想。由此,提出一种基于频谱搬移原理的滤波方法,先将基波分量移至频率轴零点位置,再利用主带极狭窄的低通滤波器滤除非直流分量。该算法不仅能滤除各高次谐波,而且能很好地抑制间谐波。将该滤波方法应用于发电机纵向零序电压保护,能得到平稳、准确的基波幅值,提高了保护的性能。最后以实际故障录波数据为例,验证了该滤波方法正确、高效。

关键词：发电机纵向零序电压保护间谐波频谱搬移滤波

Linear Support Vector Machine Based Inter-harmonic Modeling and Parameter Estimation

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Journal of Donghua University(English Edition) 2009年第5期26卷 509-513页

作者：吕干云张浩然蔡秀珊 College of Mathematics Physics and Information Engineering Zhejiang Normal University

There are often many inter-harmonics in power system.The high measurement accuracy of inter-harmonics order,amplitude and initial phase is needed.A new approach is presented for inter-harmonic modeling and parameter estimation based on linear support vector machine (SVM).Firstly,parameter estimation of linear model is realized based on standard linear SVM.Then,inter-harmonic model is transformed to a linear model according to trigonometric functions.The approach obtains order of inter-harmonic model with windowed Blackman-Tukey (BT) spectrum analysis,and gets number and frequency of harmonics.Finally,the linear SVM is applied to estimate the inter-harmonic parameters,amplitude and initial phase.The simulation results show that the proposed approach has high precision and good antinoise.The accuracy of three parameters are all higher than 98%.

关键词：模型参数估计线性模型支持向量机间谐波建模 SVM 三角函数模型转化

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交交变频轧机系统网侧电流畸变与无功的研究

浙江大学学报（工学版） 2006年第12期40卷 2158-2162页

作者：杨欢赵荣祥浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

为分析交交变频轧机系统对网侧的影响,提出了一种基于瞬时无功理论的仿真分析方法.该仿真分析方法根据交交变频轧机系统的结构、负荷与控制特点,分析了网侧畸变电流的频率、幅值以及相序特征;并推导出网侧畸变电流与瞬时无功功率的关系... 详细信息

为分析交交变频轧机系统对网侧的影响,提出了一种基于瞬时无功理论的仿真分析方法.该仿真分析方法根据交交变频轧机系统的结构、负荷与控制特点,分析了网侧畸变电流的频率、幅值以及相序特征;并推导出网侧畸变电流与瞬时无功功率的关系表达式,从而将畸变无功功率从瞬时无功功率中分离,确定了影响畸变无功功率幅值和波动规律的因素;同时给出了设计无功补偿装置容量的依据.仿真结果表明,电机转速比是影响交交变频轧机系统网侧基波功率因数与电流总畸变率的关键原因.当电机接近其额定转速工作时,可以有效地减少网侧无功功率,降低电流总畸变率.

关键词：交交变频器瞬时无功理论间谐波仿真

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基于频率搜索的电压波动与闪变检测方法研究

基于频率搜索的电压波动与闪变检测方法研究

作者：周菁菁上海交通大学

学位级别：硕士

随着波动性负荷的功率不断上升以及变频装置的日益增多，电压波动和闪变带来的电能质量问题越来越不容忽视。为了减小电压波动和闪变造成的危害，需要对电力系统中的电压波动与闪变进行有效的评估，当电压波动和闪变的水平超过一定标准... 详细信息

随着波动性负荷的功率不断上升以及变频装置的日益增多，电压波动和闪变带来的电能质量问题越来越不容忽视。为了减小电压波动和闪变造成的危害，需要对电力系统中的电压波动与闪变进行有效的评估，当电压波动和闪变的水平超过一定标准时，就要对其进行补偿。而电压波动与闪变的检测结果是对其进行补偿的重要依据。因此，研究电压波动与闪变的有效检测方法有着非常重要的意义。 IEC标准的平方检测法是一种比较成熟的电压波动与闪变检测方法。该方法以广泛认可的光照试验为依据，能够有效检测出单一频率正弦波调制时产生的电压波动与闪变，但是对多频率调制的非正弦波动信号引起的电压波动与闪变检测精度较差。另外，同大多数传统的检测方法一样，IEC方法基于调幅波模型，难以有效检测出间谐波，尤其是高频间谐波引起的电压波动与闪变。针对IEC标准在检测间谐波闪变时存在的缺陷，本文首先对间谐波引起的闪变效应进行分析，分别使用畸变信号分解理论和拍频理论对单个间谐波和多个间谐波引起电压波动进行了分析。另外，推导发现调幅波模型只是间谐波的一种特例，从而得到一种由间谐波参数直接估算间谐波和调幅波造成的电压波动和闪变的方法。为了抑制非同步采样过程中频谱之间的干扰，有效地检测出间谐波的参数，本文提出使用一种基于准同步的间谐波检测方法来提高检测精度。该方法通过时域插值实现采样序列的准同步化，使用梳状滤波器实现谐波与间谐波的分离，从而降低谐波与间谐波之间的干扰。然后，通过时域窗插抑制间谐波的频谱泄露，再使用双峰插值算法在频域进行插值得到间谐波的参数。该方法可以比较准确地测量出间谐波的参数，但是算法的频率分辨率受到窗函数主瓣宽度的限制，要提高算法分辨率则需要增大窗函数的长度，使得数据量增大，算法效率降低。针对这一问题，在准同步算法的基础上，本文提出了基于频率搜索的间谐波闪变检测方法。该方法通过分析加窗后间谐波的频谱特性，得到多个间谐波共同作用时的理论频谱与实际频谱的匹配程度，通过搜索得到匹配程度最大时对应的频率，进而得到间谐波参数。该方法在不改变窗函数长度的条件下，能够准确地检测出间谐波的参数，具有很高的频率分辨率。最后，在Matlab环境下，针对不同的波动信号，分别对IEC方法、基于准同步的闪变检测方法和基于频率搜索的检测方法进行了仿真验证。对三种方法在不同频率成分调幅波和间谐波干扰情况下的电压波动和闪变的检测效果进行了分析与比较，仿真结果表明，基于频率搜索的方法不仅能够有效地测量出单个调幅波和单个低频间谐波引起的电压波动与闪变，对于多个间谐波、调幅波以及高频间谐波引起的闪变也具有很高的检测精度。

关键词：闪变电压波动间谐波准同步频率搜索加窗插值

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电力系统闪变机理与测量方法综述

电测与仪表 2013年第3期50卷 6-10页

作者：熊杰锋王柏林袁晓冬南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 河海大学电气工程学院南京210098 江苏省电力公司电力科学研究院南京210000

电力系统闪变的高精度检测是闪变评估和治理的前提和基础。从闪变产生的机理出发,对波动负荷和间谐波引起的电压闪变特性和测量方法进行分类总结。结合现有IEC闪变仪对于荧光灯闪变和频率高于100Hz间谐波导致的闪变无法检测的两点不足,... 详细信息

电力系统闪变的高精度检测是闪变评估和治理的前提和基础。从闪变产生的机理出发,对波动负荷和间谐波引起的电压闪变特性和测量方法进行分类总结。结合现有IEC闪变仪对于荧光灯闪变和频率高于100Hz间谐波导致的闪变无法检测的两点不足,对电力系统闪变检测中需要关注的问题和研究方向进行了探讨。总结了2010年版IEC 61000-4-15新标准与原标准的不同,并指出新型闪变仪设计中应注意的问题。

关键词：电能质量闪变间谐波闪变仪

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航空交流电弧故障诊断技术的实验研究

航空交流电弧故障诊断技术的实验研究

作者：刘骉河北工业大学

学位级别：硕士

随着航空技术的不断发展和进步,多电飞机和全电飞机越来越多的出现在人们的生活中,其优异的性能给人们带来了很多便利。但是多电飞机和全电飞机密集的电气线路却很容易引发电弧故障,电弧故障产生的高温很有可能引发飞行故障甚至导致空... 详细信息

随着航空技术的不断发展和进步,多电飞机和全电飞机越来越多的出现在人们的生活中,其优异的性能给人们带来了很多便利。但是多电飞机和全电飞机密集的电气线路却很容易引发电弧故障,电弧故障产生的高温很有可能引发飞行故障甚至导致空难的发生。因此,对航空电弧故障诊断技术的相关研究已经成为航空安全领域的重要课题。本文在参考现有标准和现有航空电弧故障实验方法的基础上,根据实际工作情况的不同设计了多种产生电弧故障的模拟实验,包括:串联点接触电弧实验、切割绝缘层的铡刀实验、湿弧轨迹实验,实验过程中同步采集了电弧故障的电压波形数据和电流波形数据。在对比已有多种分析方法的基础上,利用数学工具分别在时域和频域提出了差值均方根特征值法和间谐波特征值法。之后通过改变实验环境和产弧方式、引入干扰信号等方法来验证检测方法的准确性和可靠性。在最后的结论部分,根据航空器电气系统对检测可靠性和系统稳定性的双重要求,以及差值均方根特征值法和间谐波特征值法的特点,本文认为通过建立一个严谨的故障判定策略来实现两种检测方法的组合,将是一个有应用前景的航空交流电弧故障检测方法。

关键词：航空电弧故障差值均方根间谐波

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航空线路交流故障电弧的特征分析方法

航空线路交流故障电弧的特征分析方法

作者：郭静然河北工业大学

学位级别：硕士

随着航空事业的发展,航空安全问题越来越受到人们的关注。航空电缆受温度、辐射及振动等因素的影响,会发生绝缘损坏或连接松动,这些因素可能诱发故障电弧,进而引发飞行故障甚至空难的发生。航空线路故障电弧的特性检测技术,是电弧保护... 详细信息

随着航空事业的发展,航空安全问题越来越受到人们的关注。航空电缆受温度、辐射及振动等因素的影响,会发生绝缘损坏或连接松动,这些因素可能诱发故障电弧,进而引发飞行故障甚至空难的发生。航空线路故障电弧的特性检测技术,是电弧保护装置的关键技术之一,对预防火灾发生、保障航空安全、减少人们的生命及财产损失具有十分重要的意义。本文首先根据标准SAE-AS5692和UL1966,设计了三种故障电弧发生装置,并搭建故障电弧试验平台,对正常和电弧状态下的回路电流信号进行采集和整理,为后续分析提供可靠的试验数据。为了全面了解故障电弧的特征,本文主要分析了电弧的时域特征和频域特征。时域特征包括电流波形特征、差值均方根及其变化率和峭度。频域特征分为小波特征值和间谐波特征值。经过分析发现,时域特征值和小波特征值受负载类型的影响较明显,在故障电弧检测中阈值的设定需要随负载类型的变化而改变。间谐波特征值是在考虑了故障电弧、负载类型、电流等级对电流的对数谱的影响之后提出来的。由于0~300Hz和500~4000Hz范围内间谐波幅值受故障电弧影响较大,而受负载类型和电流等级的影响较小,比较适合用于故障电弧特征的提取,本文将0~300Hz和500~4000Hz范围内间谐波的缩尾均平均值作为间谐波特征值。通过对试验数据的分析发现,间谐波特征值受电弧类型、负载类型、产弧方式、电流大小、环境温度、气压的影响程度比较小,是一种有希望应用于实际航空故障电弧检测的特征分析方法。

关键词：航空故障电弧特征分析间谐波小波变换

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洋山港配电网电能质量控制系统设计与实现

洋山港配电网电能质量控制系统设计与实现

作者：邵建军大连理工大学

学位级别：硕士

由于上海洋山深水港区地理位置特殊,远离供电电源,供配电系统采用长距离输电方式与大电网连接,造成系统短路容量偏小,抗干扰能力弱。在洋山深水港区开港以来,供配电系统曾多次发生配电系统振荡、电压波动与闪变超标等电能质量问题。且... 详细信息

由于上海洋山深水港区地理位置特殊,远离供电电源,供配电系统采用长距离输电方式与大电网连接,造成系统短路容量偏小,抗干扰能力弱。在洋山深水港区开港以来,供配电系统曾多次发生配电系统振荡、电压波动与闪变超标等电能质量问题。且随着港口桥吊负荷数量及装卸密度的增加,低频振荡事件发生的概率愈发频繁,严重影响港区供配电系统的安全稳定运行及桥吊负荷的正常生产作业。针对洋山港配电系统中出现的电能质量问题,本文重点研究问题的产生根源,并对其控制方案和软件的实现过程进行了探讨。本文通过分析港区配电系统发生振荡时的现场测试数据,发现了港区电能质量问题的根源是间谐波电流引起的系统振荡、电压波动与闪变超标等问题。对此,本文探讨了不同的解决方案,并对各个解决方案所存在的问题进行了分析,提出一种基于超级电容器的综合解决方案。本文对方案的结构、组成以及软件的实现过程进行了详细的介绍,同时也对电能质量控制装置投运后的电能质量控制效果进行了测试与分析。测试结果表明,各项指标的改善率基本都在90%以上,控制效果明显,这也进一步验证了电能质量问题的根源以及控制方案的合理性。本文立足实际配电网的电能质量问题,现场测试数据详实,且在工程实践中取得了实际的成效,因此,本文可为其他港口系统振荡、电压波动与闪变的治理提供直接的参考,具有重要的工程应用价值。

关键词：洋山港系统振荡电压波动与闪变间谐波电能质量