牵引供电系统交流采样高精度实时测量研究

摘要

该文研究和给出电气量测量交流采样的算法,着重研究三相不平衡及波形畸变工况下无功功率的测量算法.该文介绍和分析了IEEE Std 1459-2000暂行使用标准,比较了关于视在功率S的新旧定义的不同.介绍正弦、非正弦单相系统的电量的定义,详细分析了正弦、非正弦和对称、不对称的三相系统的功率的定义和计算.并对单相非正弦电路和三相非正弦平衡系统进行仿真计算.该文还综述了基于正弦函数和周期函数模型的9种交流采样算法,分析了影响测量精度的原因并给出了解决措施.介绍了一种能消除此项误差的微机交流采样算法(电流移相法),对传统测量法和电流移相法进行了仿真研究.针对不同典型的工况,对单相交流采样算法进行理论仿真研究,得到在谐波较大的情况下,精度较高的算法.该文最后还利用牵引供电系统实时数据,对部分算法进行仿真,提出了适合牵引供电系统的算法.

目录

文摘

英文文摘

第1章概述

1.1电气化铁道牵引供电系统

1.2交流采样测量技术的综述

1.2.1交流采样原理

1.2.2交流采样算法

第2章交流采样电气量测量研究

2.1无功功率定义

2.2无功功率的测量

2.2.1模拟式真无功功率表

2.2.2数字式真无功功率表

2.3交流采样测量的算法综述

2.3.1基于正弦函数模型的算法

2.3.2均方根算法

2.3.3文献[18]的实时算法

2.3.4移相法

2.3.5测ψ求P、Q法

2.3.6傅氏算法

2.3.7小波变换的无功测量法

2.4影响测量精度的原因分析及解决措施

2.4.1频率变化对测量精度影响及解决方法

2.4.2电流、电压采样时间不一致引起的误差

第3章三相系统无功功率的测量

3.1传统三相三线制系统的无功测量

3.1.1用跨相90°的接线法测量

3.1.2人工中性点的接线法测无功功率

3.2传统三相四线制系统无功测量法

3.2.1正弦模型算法(单点算法)

3.2.2跨相90°的接线法测无功功率

3.2.3标准计测法

3.3不对称误差

3.4交流采样(电流移相法)消除不对称误差

3.5三相系统的仿真研究

3.5.1三相三线正弦对称系统

3.5.2三相三线正弦简单不对称系统

3.5.3三相三线正弦不对称系统

3.5.4三相三线非正弦对称系统

3.5.5三相三线非正弦不对称系统

第4章新型功率定义标准IEEE1459-2000仿真研究

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4.1.1视在功率和功率因数

4.1.2关于S的旧定义

4.1.4 Se的分解过程

4.2单相系统

4.2.1单相正弦电路

4.2.2单相非正弦电路

4.3三相系统

4.3.1三相正弦平衡系统

4.3.2三相正弦不平衡系统

4.3.3三相非正弦平衡系统

4.3.4三相非正弦不平衡系统

4.4单相非正弦电路仿真研究

4.5三相非正弦平衡系统仿真研究

第5章基于牵引供电系统工况的交流采样算法的仿真研究

5.1理论仿真模型

5.2典型波形数据(雁翅变电所)仿真

5.2.1信号模型

5.2.2各算法仿真结果

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文