谐波电能计量算法的研究及MATLAB仿真开题报告

《谐波电能计量算法的研究及MATLAB仿真开题报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、开题报告谐波电能计量算法的研究及MATLAB仿真一、选题的背景、意义近年来，现代工业的高速发展使得越来越多的非线性负荷出现在电力系统中。对电力系统中的发、变电设备、继电保护装置、自控装置、通讯设备和测量仪器造成了不同程度的危害。这些非线性负荷生大量的谐波电流，造成电网中电压波形的严重畸变，谐波污染问题已经在世界范围内得到广泛的重视。电能计量是发电企业、输配电企业、电力用户之间进行贸易结算的依据，它的准确性与合理性直接影响三者之间的利益关系。国内电力系统中最常用的电能计量表计是电子式电能表和感应式电能表，感

2、应式电能表在谐波影响下的误差是由其自身的电磁物理特性决定的。从其电能计量原理来看，两种电能表在电网谐波存在的条件下都不能做到准确的电能计量。国内外技术人员针对感应式电能表的误差模型、谐波条件下的误差完成了大量的理论和试验工作。电网谐波条件下的电能计量主要存在以下问题：（1）当对线性负荷供电的电源含有谐波功率时，感应式电能表记录的是基波电能及部分谐波电能。（2）含谐波功率电源对非线性负荷供电时，情况比较复杂，电能计量的大小根据非线性负荷特征和电源谐波特性具体确定。按照电能计量只计基波电量的观点，感应式电能表

3、多计量了线性负荷的电量，少计量了非线性负荷的电量。电子式电能表对电能的计量是根据电流和电压的A／D采样值进行计算的，可以认为是电磁式电能表的数字化。(3)当基波电源对非线性负荷供电时，非线性负荷将产生谐波功率及电能，谐波功率将流人电网和其它用户，而电磁式电能表记录的是基波电能减去一部分谐波电能的值。因此无论是感应式电能表还是电子式电能表都同时计量了基波电能和谐波电能。即由于谐波的存在，使电能计量存在明显误差。谐波测量是谐波问题中的一个重要分支，也是研究分析谐波问题的出发点和谐波测量的主要作用。谐波问题对电

4、力系统涉及面很广，包括对畸变波形的分析方法、谐波源分析、电源谐波潮流计算、谐波补偿和抑制、谐波限制标准与谐波测量及在谐波情况下对各种电气量的测量方法等。a．鉴定实际电力系统及谐波源用户的谐波水平是否符合标准的规定，包括对所有谐波源用户的设备投运时的测量；b．电气设备调试、投运时的谐波测量，以确保设备投运后电力系统和设备的安全及经济运行；c．谐波故障或异常原因的测量；d．谐波专题测试，如谐波阻抗、谐波潮流、谐波谐振和放大等。由于谐波具有固有的非线性、随机性、非平稳性和影响因素的复杂性等特征，难以对谐波进行准

5、确测量，因此许多学者对谐波测量问题进行广泛研究。二、相关研究的最新成果及动态（一）谐波的介绍与危害电力系统谐波是重要的电能质量指标之一。电网谐波是指对周期性交流量进行傅里叶级数分解,得到频率为基波频率大于1整数倍的分量。谐波产生的根本原因是非线性负载如高压直流输电系统、变频器、可控整流器、电弧炉、电动机车等的应用,造成电网中的谐波污染、三相电压的不对称性以及电压波动和闪变日趋严重。当电力系统中谐波含量达到一定程度时,将对电力设备带来严重危害,影响电力系统的正常运行。对于监测谐波或对谐波进行补偿而言,确定谐

6、波源是非常重要的。同时,由于上述负荷的存在,使得电力系统中的供电电压即便是正弦波形,其电流波形也将偏离正弦波形而发生畸变。因为非线性负载只在输入电压被控制的部分吸取电流,虽然这样可以很好地提高效率,但却会在负载电流中引起谐波。谐波是电网的一大公害，因此对电力系统谐波问题的研究已被人们逐渐的重视。1.影响线路的稳定运行对于电磁式继电器与感应式继电器，谐波含量高时，容易使继电保护误动作，因而在谐波影响下不能全面有效起到保护作用。但供配电系统中的电力线路与电力变压器，一般采用电磁式继电器、感应式继电器或晶体管继

7、电器予以检测保护，使得在故障情况下保证线路与设备的安全。晶体管断电器虽然具有许多优点，但由于采用了整流取样电路，容易受谐波影响，产生误动或拒动。因此，谐波将严重威胁供配电系统的稳定与安全。2.对电容器的危害当电网存在谐波时，投入电容器后其端电压增大，通过电容器的电流增加得更大，使电容器损功率增加。对于膜纸复合介质电容器，允许有谐波时的损耗功率为无谐波时损耗功率的1.38倍；对于全膜电容器，允许有谐波时的损耗功率为无谐波时的1.43倍。如果谐波含量较高，超出电容器允许条件，就会使电容器过电流和过负荷，损耗功

8、率超过上述值，使电容器异常发热，在电场和温度的作用下绝缘介质会加速老化。龙其是电容器投入在电压已经畸变的电网中时，可能使电网的谐波加剧，即产生谐波扩大现象。另外谐波的存在往往使电压呈现尖项波形，尖项波形波易在介质中诱发局部放电，且由于电压变化率大，局部放电强度大，对绝缘介质能起到加速老化的作用，从而缩短电容器的使用寿命。一般来说，电压每升高10%，电容器的寿命就会缩短1/2左右。再者，在谐波严重的情况下，还会使电容器鼓肚、击穿