间谐波检测方法及对电力系统影响的研究

【摘要】随着电力电子装置等非线性、波动性负荷的广泛应用，由其引起的间谐波对电力系统的影响越来越严重，除了造成电气设备过热和使用寿命降低等典型问题之外，还会给电网带来一些如次同步振荡，电压波动和闪变等新的问题。所以，研究间谐波的检测与间谐波对电力系统的影响具有十分重要的意义。针对间谐波含量小，非线性以及波动性的特点，对现有的间谐波检测方法进行比较分析；依据HHT变换理论，将经验模态分解和总体平均经验模态分解算法相结合，提出了一种基于EEMD的间谐波检测新方法。该方法通过EEMD将信号分解成单分量的信号，然后通过HHT变换准确的计算出各分量的频率和幅值，仿真和实测验证了该方法的准确性。与EMD算法相比较，本文提出的方法能够克服EMD算法产生虚假分量和模态混叠的缺点，适于间谐波信号的检测。为满足间谐波检测快速、准确的要求，采用DSP芯片，应用本文提出的间谐波检测方法，设计了间谐波检测装置，通过实验验证了其准确性。针对间谐波对电压波动与闪变的影响，分析了间谐波与电压波动之间的关系。为了能够准确确定造成电光源产生闪变的间谐波水平，依据电压闪变约束条件，制定了220V/50Hz基于峰值波动的荧光灯间谐波-闪变限制曲线；建立模拟闪变测试仪，并利用间谐波检测装置建立间谐波-闪变实验平台，通过该实验平台绘制间谐波-闪变限制曲线，分别利用两种方法对220V/50Hz荧光灯的间谐波-闪变限制曲线进行绘制与分析。结果表明，两种方法得到的结果准确，可为间谐波水平是否达到造成荧光灯发生闪变提供判据，同时该方法计算量小，实用性强，易于实现。针对间谐波对电力系统次同步振荡的影响，依据d-q变换理论，研究了间谐波引起次同步振荡的机理；列举分析了HVDC引起次同步振荡的工程实例，依据调制理论，分析了HVDC产生间谐波的机理，研究了HVDC引起次同步振荡的原因；列举分析了SVC引起次同步振荡的工程实例，依据其通断周期控制原理，分析了SVC产生间谐波进而引起次同步振荡的原因。同时，分析了变频装置产生间谐波的原因，分析了其引起次同步振荡的可能性。针对次同步振荡影响电网的稳定问题，采用直接反映事故严重程度的性能指标值，来计算综合性能指标值，根据综合性能指标值选出严重事故，来评估次同步振荡对电力系统的影响。仿真算例表明该方法能取得高的严重事故捕获率。
【作者】王天施；
【导师】苑舜；
【作者基本信息】沈阳工业大学，电力系统及其自动化，2013，博士
【关键词】间谐波；检测；装置；电压波动与间变；次同步振荡；

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