电力系统中典型扰动性负荷的电能质量影响研究

摘要

现代工业企业和运输部门中，存在着大量的冲击性、非线性和不对称的扰动性负荷，随着工业的发展和负荷的增加，这些扰动性负荷给电力系统带来的电能质量问题也日趋严重，如谐波、电压波动以及三相不平衡等。电能质量问题不但影响公用电网的安全运行，还对各种电力用户的用电过程造成直接或间接的危害。
　　 为了分析并有针对性地降低扰动负荷对公用电网的影响，提高现代电网供电的电能质量，要建立详细的负荷模型，确立明确的评价体系，准确、可靠地对负荷的电能质量影响进行综合评估。
　　 首先，本文分析了典型扰动性负荷对电能质量的影响指标。对于多指标综合评估问题，分别采用AHP法、强制评分法、专家咨询法三种主观赋权法以及熵权法、离差分析法两种客观赋权法对指标进行赋权。并用基于矩估计理论的组合赋权法确立各项评估指标的组合权重，克服了单一赋权法的不足。详细介绍了基于该组合赋权法的多指标问题的综合评估方法的基本流程，并将其应用于典型扰动负荷对电能质量造成的影响的综合评估。
　　 其次，为了研究电弧炉负荷对电能质量的影响，提出了一种新的电弧炉建模方法，建立了电弧炉三相综合模型。该模型在电弧热学原理的基础上叠加了负荷波动成分，能够同时反映电弧炉对电网的谐波、电压波动及三相不平衡等影响。在此基础上，基于实测的电流、电压数据，采用PSO算法对电弧炉三相综合模型中的参数进行了辨识，辨识结果与实测数据能较好吻合。利用综合评估方法对电弧炉造成的电能质量问题进行分析评估。
　　 最后，为了详细研究牵引供电负荷对电能质量的影响，介绍了牵引供电负荷的组成，分析了不同的牵引供电系统的结构和特点，研究了SS型交-直电力机车的基本结构及CRH型交-直-交电动车组的传动原理。在Matlab/Simulink中建立了CRH-380A和CRH380B型动车组的仿真模型，并将仿真结果与实测数据对比，验证了模型的合理性。提出了牵引供电品质的概念，并利用综合评估方法对实际供电系统中的数据进行分析评估。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 电能质量问题及综合评估方法研究现状

1．2．2 电弧炉负荷的研究现状

1．2．3 牵引供电负荷研究现状

1．3 论文的主要工作

第2章 扰动性负荷的电能质量影响的综合评估方法

2．1 组合赋权法介绍

2．2 单一赋权法确定指标权重

2．2．1 层次分析法确定主观权重

2．2．2 强制评分法确定主观权重

2．2．3 专家咨询法确定主观权重

2．2．4 熵权法确定客观权重

2．2．5 标准离差法确定客观权重

2．3 基于矩估计理论的最优组合赋权

2．4 扰动性负荷对电能质量影响的综合评估

2．5 本章小结

第3章 电弧炉负荷的电能质量问题分析

3．1 电弧炉三相模型的建立与参数辨识

3．1．1 电弧炉负荷三相模型

3．1．2 电弧炉负荷的参数辨识

3．1．3 利用PSO算法的电弧炉负荷参数辨识

3．1．4 算例分析

3．1．5 基于Matlab／Simulink仿真对电压波动的验证

3．2 电弧炉负荷的电能质量影响评估

3．2．1 确定分级标准及评判矩阵

3．2．2 指标赋权及综合评估

3．3 本章小结

第4章 牵引供电负荷的电能质量影响分析

4．1 电气化铁路牵引供电负荷综述

4．1．1 牵引供电系统概述

4．1．2 电力机车概述

4．2 CRH-380A型动车组仿真

4．2．1 CRH-380A型动车组牵引传动系统

4．2．2 牵引交流器的仿真模型

4．2．3 CRH-380A型动车组牵引传动系统的仿真模型

4．2．4 CRH-380A型动车组牵引传动系统的仿真结果

4．3 CRH-380B型动车组仿真

4．3．1 CRH-380B型动车组牵引传动系统的结构及牵引特性

4．3．2 CRH-380B型动车组牵引传动系统仿真模型及结果

4．4 牵引供电系统供电品质综合评估

4．4．1 牵引供电系统供电品质研究的构成要素

4．4．2 牵引供电负荷电能质量影响综合评估

4．5 本章小结

第5章 总结与展望

5．1 研究工作总结

5．2 后续工作展望

参考文献

作者在学期间所取得的科研成果