IEC闪变仪的数字化实现的研究

摘要

随着中国国民经济的发展,电力网负荷急剧增加,特别是冲击性、非线性负荷所占比重不断加大,使得电网出现电压波动和闪变等电能质量问题.因此,对于电压波动和闪变的研究显得越来越重要.根据国际电工委员会(IEC)的有关标准,电压波动和闪变被作为衡量电能质量的重要指标.然而,人们对于电能质量中诸如谐波、频率偏移等方面的研究相对电压波动和闪变来说要多得多,研究得也较成熟.由于闪变问题涉及到灯光、人的眼及脑的反映过程,概念较为复杂,而且关于电压波动和闪变的旧国标在2000年才进行了修订,所以对于它的研究的起步就比较晚,还存在许多问题.该文主要研究IEC闪变仪的数字化实现.首先介绍了电压闪变的测量方法,指出闪变仪在闪变测量中的重要作用;之后重点阐述了IEC闪变仪的原理以及其模拟与数字化两种实现方法,并对其各环节进行了设计.文中利用Matlab对电压波动的检测效果进行了仿真;并对涉及到的滤波器的稳定性做了证明;在自校验部分提出了将PI(比例、积分)算法用于数字滤波器增益K值的确定,取得了不错的效果;然后分别从取不同插值点、不同分级数和不同采样频率这几个方面出发,对计算出的P<,st>值进行了比较.仿真及计算表明所设计的闪变仪能够满足国标要求.最后,将该文算法应用于某风电系统,对其短时闪变指标P<,st>值进行了计算,参照国标可见,其产生的闪变在限值范围内.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1研究的背景及意义

1.2国内外研究的现状

1.3本论文的主要工作

第二章电压闪变的测量及评估方法

2.1基本概念

2.1.1电压变动

2.1.2电压波动

2.1.3闪变

2.2闪变的测量

2.2.1闪变预测法

2.2.2闪变直接测量法及其评估方法

2.3本章小结

第三章滤波器

3.1模拟滤波器设计(逼近)的常用方法

3.1.1幅度平方函数确定系统函数

3.1.2巴特沃思低通逼近

3.1.3归一化原型滤波器设计数据

3.2数字滤波器

3.2.1无限长单位脉冲响应系统与有限长单位脉冲响应系统

3.2.2 IIR与FIR的数字滤波器的比较

3.3由模拟滤波器到IIR数字滤波器的设计方法

3.3.1脉冲响应不变法

3.3.2双线性变换法

3.4本章小结

第四章IEC闪变仪的实现

4.1闪变测量方法

4.1.1对被测量信号的提取

4.1.2对测量信号的处理

4.2 IEC闪变仪的模拟实现

4.2.1 IEC推荐的闪变仪相关环节的传递函数

4.2.2闪变仪滤波部分的仿真系统

4.3 IEC闪变仪数字化实现

4.3.1各滤波环节数字化

4.3.2滤波器的稳定性证明

4.3.3自校验部分的算法

4.4本章小结

第五章仿真与计算结果和误差的分析

5.1 IEC模拟系统仿真结果及分析

5.1.1 Matlab仿真工具介绍

5.1.2仿真结果

5.2 IEC数字化实现系统计算结果及分析

5.2.1自校验部分的计算结果及结论

5.2.2 IEC闪变仪校验标准

5.2.3各种情况下Pst值计算结果的比较

5.2.4流程图

5.3风电系统中的应用算例

5.4系统误差分析

5.5本章小结

第六章结论和展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢