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铁合金矿热炉供电系统谐波检测及抑制方法研究

作　者: 王光磊
导　师: 谢永芳
学　校: 中南大学
专　业: 电气工程
关键词: 电力谐波 瞬时无功功率理论 自适应滤波器 有源电力滤波器
分类号: TM711
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 65次
引　用: 1次
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内容摘要


铁合金矿热炉负载特性非线性及常有短路运行方式发生,使其供电系统出现谐波,为了减少谐波对电网的影响,对其进行谐波补偿是非常必要的,而谐波补偿的前提就是准确快速的检测出电网谐波分量。分析了模拟滤波算法、快速傅里叶变换法、自适应滤波器算法和瞬时无功功率法等电网谐波检测方法,通过比较分析各种检测方法的优缺点,针对三相铁合金矿热炉供电网的实际情况,采用基于瞬时无功功率理论的ip-iq检测法对三相铁合金矿热炉供电系统的谐波进行检测,并在此基础上进行了多项改进。该算法通过在谐波检测电路中加入倍频器实现任意次谐波的检测,并采用改进的变步长自适应滤波器代替传统的Butterworth滤波器作为谐波检测电路中的低通滤波器,提高了谐波检测的动态响应速度和谐波电流的检测精度。并通过分别检测谐波的正、负序分量实现了三相负载不对称时谐波电流的检测,仿真实验证实了本文检测算法的正确性和有效性。介绍了谐波抑制技术,分析了无源滤波器和有源滤波器的特点,研究了并联有源滤波器电流控制方法,确定采用三角波比较控制策略。最后将谐波检测方法和补偿电流控制策略结合形成了三相三线制并联有源电力滤波器,MATLAB仿真实验结果表明了该方法具有良好的谐波抑制特性。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-17
  1.1 铁合金矿热炉供电系统  7-11
    1.1.1 矿热炉简介  7
    1.1.2 矿热炉供电系统  7-10
    1.1.3 电极升降系统  10
    1.1.4 矿热炉供电系统谐波  10-11
  1.2 谐波检测及抑制研究现状  11-15
    1.2.1 谐波检测研究现状  11-13
    1.2.2 谐波抑制研究现状  13-15
  1.3 课题来源及研究意义  15
  1.4 论文的主要研究内容和章节安排  15-17
第二章 电力谐波检测方法分析  17-26
  2.1 电力谐波检测技术分析  17-21
    2.1.1 模拟滤波器检测方法  17
    2.1.2 基于快速傅里叶变换分析法  17-20
    2.1.3 自适应谐波检测方法  20-21
  2.2 瞬时无功功率理论在谐波检测上的应用  21-24
    2.2.1 p-q检测法  23
    2.2.2 i_p-iq检测法  23-24
  2.3 本章小结  24-26
第三章 基于瞬时无功功率的矿热炉供电系统谐波检测算法  26-40
  3.1 自适应滤波器的应用  27-35
    3.1.1 Butterworth低通滤波器的特点  27-28
    3.1.2 自适应滤波器原理  28-29
    3.1.3 改进的自适应滤波器  29-30
    3.1.4 步长更新算法  30-31
    3.1.5 仿真验证  31-35
  3.2 三相不对称时谐波检测  35-39
    3.2.1 正序分量检测  36-37
    3.2.2 负序分量检测  37
    3.2.3 仿真验证  37-39
  3.3 本章小结  39-40
第四章 谐波抑制技术  40-47
  4.1 电力谐波抑制技术  40-42
    4.1.1 主动型谐波抑制  40
    4.1.2 被动型谐波抑制  40-42
  4.2 有源电力滤波器的原理及结构  42-45
    4.2.1 有源电力滤波器的原理  42
    4.2.2 并联型有源滤波器  42-43
    4.2.3 串联型有源电力滤波器  43-45
  4.3 并联型有源电力滤波器的控制策略  45-46
    4.3.1 滞环比较控制方式  45-46
    4.3.2 三角波比较控制方式  46
  4.4 本章小结  46-47
第五章 矿热炉供电系统谐波抑制方法及仿真研究  47-58
  5.1 有源电力滤波器的主电路设计  47-51
  5.2 有源电力滤波器在矿热炉供电系统的应用仿真  51-57
    5.2.1 三相负载平衡时的谐波抑制仿真  51-54
    5.2.2 三相不平衡时的谐波抑制仿真  54-57
  5.3 本章小结  57-58
第六章 总结与展望  58-59
  6.1 本文总结  58
  6.2 展望  58-59
参考文献  59-63
致谢  63-64
攻读学位期间发表的论文及参与的项目  64

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 理论与分析 > 网络分析、电力系统分析
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