多相整流系统运行特性分析及电能计量研究

摘要

随着现代电力电子技术和控制技术的发展，其广泛用于传统的多相整流系统中。由于电力电子器件的非线性，在设备运行的过程中，产生了大量的电力谐波传输到电网系统内，引起电网的谐波污染，不仅对电网的稳定带来了极大的危害，还对其他用户造成为一定危害（如增加设备损耗、缩短电力设备的寿命）。在提倡节能减排的今天，对高能耗的设备技术优化改进显得必不可少，一来可以减少相关生产企业的生产能耗，提升企业市场竞争力，二来可以减少谐波排放，实现绿色电网这个目标。但是由于电能计量并不精确，因此还不能对谐波排放进行有效的监管。根据目前的一些问题，本文对以下几个方面进行了研究：
　　首先，介绍了多相整流变压器系统的结构以及基本运行原理，例如有载调压系统。通对整流系统的谐波特按照是否计及换相和直流脉动过程，进行深入的分析。建立了传统滤波方式的12脉波整流系统的仿真模型，分别对系统的阀侧以及网侧进行了谐波分析。
　　然后，介绍了采用新型滤波策略下多相整流变压器的接线方案。并从电磁学角度重点说明了如何调节滤波绕组阻抗使阀侧绕组和滤波绕组达到电磁平衡，从而屏蔽网侧的谐波感应电流。接着推导出了新系统的等值电路模型，对系统的容量进行了计算。通过MATLAB/Simulink建立了采用感应滤波策略的12脉波整流系统的仿真模型，通过和传统的整流系统对比仿真，说明了新系统能较好的滤除阀侧产生的高次谐波，并有一定无功补偿作用。
　　最后，分析了现有的两种电能计量表的原理，基于在含有电力谐波的情况下现有的电能表不能准确计量的事实。提出了基波电能计量的新型计量方式，通过在传统电子式或感应式电能表前加设一个低通有源滤波器，将高次的谐波有效滤除。实验表明其对基波的电能测量大大优于无滤波功能的电能表。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 本课题的背景和研究意义

1.2 多相整流系统的现状和发展

1.3 多相整流系统中急需解决的问题

1.4 本课题研究内容

第2章 多相整流系统运行分析及仿真

2.1 多相整流装置结构概述

2.2 多相整流系统的谐波特点分析

2.3 传统整流变压器系统的仿真

2.4 本章小结

第3章 基于感应策略的整流系统分析

3.1 整流系统滤波策略

3.2 感应滤波策略

3.3 带有感应滤波策略的整流变压器仿真

3.4 本章小结

第4章 多相整流系统的电能计量与改进

4.1 常用的电能表

4.2 谐波功率对计量的影响

4.3 对谐波影响计量的改进措施

4.4 基波计量在整流系统中的应用分析

4.5 本章小结

第5章 总结与展望

5.1 本文总结

5.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果