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微电网PCC电能质量检测与控制技术研究

作　者: 史丽军
导　师: 何益宏
学　校: 五邑大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 微电网四桥臂有源电力滤波器风力发电谐波抑制离网
分类号: TM711
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

目前国内外的电力系统多是以集中发电、远距离输配电为主的传统配电网格局。配电网具有容量大、冗余性高及稳定性强等优点；同时也存在成本高,运行难度大,供电多样性差,特别是当出现电能质量紧急情况时,可能会出现连锁故障等缺点。相比之下,微电网能满足用电的多样性,改善供电的质量,特别是当配电网出现电能故障时,微电网通过进入孤岛运行状态后,可以对局部地区进行持续供电,以此减小断电面积。由此看来,微电网和传统配电网的结合能更有效的为用户供电。微电网和配电网并网会出现两种负载供能方式。其一,微电网和配电网各为负载提供一部分电能；其二,微电网除提供负载所需能量外,还向配电网输送一部分电能。当微电网向配电网输送电能时,研究公共耦合点电能质量侧重于微电网侧；而当微电网离网后,配电网为负载供电,研究公共耦合点电能质量侧重于配电网侧。针对负载供能方式二,本文对风力发电机离网过程中公共耦合点电能质量进行研究。针对风力发电机离网运行过程,本文以四桥臂有源电力滤波器治理三相四线制非线性负载产生的电能质量问题为背景,在MATLAB-Simulink环境中,在基于瞬时无功功率理论的基础上,研究一种以SimPowerSystems器件库元件构建的主电路,Simulink器件库元件构建控制电路,用MATLAB函数模块编程实现电流指令检测算法,建立四桥臂有源电力滤波器的动态系统仿真模型。在此基础上,研究一种改进的瞬时有功电流、无功电流电流指令实时检测算法,在消除三相电流中的零序分量后,用动态时窗平均法滤除基波有功电流的谐波成分,以此计算负载的谐波电流的实时补偿指令。此外,本文还对中线电流进行了补偿,依据是国家电力工业部颁发的《变压器运行规程》GB1094.135规定,在运行中的变压器中线电流不得超过变压器低压侧额定电流的25%。仿真应用的分析结果表明,四桥臂有源电力滤波器的谐波电流补偿指令的实时检测新算法是正确的。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-15
  1.1 研究的背景和意义  9-11
  1.2 国内外研究现状  11-14
    1.2.1 国外研究现状  11-12
    1.2.2 国内研究现状  12-14
  1.3 本文的主要内容与安排  14-15
第二章微电网  15-21
  2.1 微电网定义  15
  2.2 微电网结构  15-16
  2.3 微电网的功率传输特性  16-17
  2.4 微电网控制  17-20
    2.4.1 并网运行控制  18
    2.4.2 孤岛运行  18-20
  2.5 本章小结  20-21
第三章风力发电  21-25
  3.1 风力发电研究现状  21-22
  3.2 风力涡轮机  22-23
  3.3 涡轮机制动  23-24
  3.4 风力发电系统的选择  24
  3.5 本章小结  24-25
第四章瞬时无功功率理论和应用  25-30
  4.1 三相电路瞬时无功功率理论  25-26
  4.2 谐波电流检测方法  26-27
  4.3 基于瞬时无功功率理论的检测方法  27-29
    4.3.1 p、q运算方式  27-28
    4.3.2 带直流侧电压控制的i_p、i_q运算方式  28-29
  4.4 本章小结  29-30
第五章有源电力滤波器理论  30-36
  5.1 有源电力滤波器的分类  30
  5.2 APF工作原理  30-31
  5.3 四桥臂APF工作原理  31-32
  5.4 风力发电系统离网模型  32-33
  5.5 改进的i_p-i_q运算方式  33-34
  5.6 Fcn模块的编程  34-35
  5.7 本章小结  35-36
第六章系统仿真及分析  36-45
  6.1 系统仿真模型  36-37
  6.2 子模块仿真分析  37-39
  6.3 系统仿真分析  39-41
  6.4 配电网侧电流总畸变率分析  41-44
  6.5 本章小结  44-45
第七章总结与展望  45-46
  7.1 主要研究工作与创新点  45
  7.2 未来工作展望  45-46
参考文献  46-52
攻读硕士期间发表的学术论文  52-53
致谢  53

微电网PCC电能质量检测与控制技术研究

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