面向高频焊机的电能质量分析及谐波治理研究

【摘要】随着电力系统的迅速发展和电力电子技术的广泛应用,电能污染日益严重,电能质量问题已经成为电力部门及电力用户越来越关注的问题。本课题结合广东省某钢管厂高频焊机系统用电设备实际,分析了产生谐波的主要设备及产生原因,从而提高人们对电力系统谐波危害的认识,加深人们对谐波产生原因的了解,找出影响系统及用电设备的安全运行因素。本文首先介绍了国内外电能质量的研究现状、高频焊机等非线性电力电子负载的发展以及对电网产生谐波的危害、电能质量治理的必要性,综述了国家电能质量的各项标准,谐波的基本概念、谐波的产生及危害、波的分析方法和抑制谐波的无源和有源滤波方法。接着对钢管厂中钢管生产工艺流程和高频焊管设备系统的工作原理及具体的设备电气参数做了详细调研,并根据高频焊机电源的电路结构做了整流、逆变部分和整体的MATLAB建模分析,对不同参数环境下进行了谐波分析和仿真,然后用谐波检测仪器进行了设备处于工作状态之下的现场电力数据采集及谐波和三相不平衡度等测试,然后把仿真结果与现场谐波检测结果进行了对比,从而证明了理论分析的正确性。本论文针对广东省某钢管厂高频焊机电源系统实际运行情况,通过对电源系统谐波产生原因和原理进行了分析,指出了高频电源中谐波对电网系统中电力设备的安全运行造成危害,提出了高频焊机电源系统的仿真模型,设计了基于ip-iq算法实时电流检测单元和PWM算法的逆变控制单元的有源滤波器,描述了无源滤波器、零无功无源滤波器、有源滤波器的原理和方法,利用MATLAB仿真软件进行了仿真分析,通过仿真研究,证明了本模型具有良好的动态补偿特性,是解决谐波抑制和其它电能质量问题的有效手段。最后基于高频焊机系统对电网的电能质量扰动信号多样性,研究分析了针对国家规定的六种电能质量扰动信号的辨识算法,并设计了小波-PNN神经网络的电能扰动信号辨识系统,实现了全面分析高频焊机系统的电能扰动情况。
【作者】刘培培；
【导师】廉迎战；
【作者基本信息】广东工业大学，控制工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】电能质量；谐波治理；高频焊机；MATLAB；无源滤波器；有源滤波器；

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