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《有功功率諧波源定位的仿真分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、有功功率諧波源定位的仿真分析3.1有功功率方向法3.1.1有功功率方向法介紹在含有諧波源的電力系統(tǒng)中，諧波功率流向如圖所示：圖3.1諧波功率流向圖從圖中可以看出，發(fā)電機(jī)發(fā)出基波有功，經(jīng)過非線性負(fù)荷后，一部分基波有功轉(zhuǎn)化為諧波有功，這部分諧波有功在電力系統(tǒng)中返回給了發(fā)電機(jī)以及其他負(fù)荷。由此可見，在公共連接點測量諧波功率，根據(jù)諧波功率的方向可以來確定諧波源的位置。簡單地，將系統(tǒng)簡化為系統(tǒng)側(cè)與用戶側(cè)。在單一諧波源的情況下，諧波源檢測要求定位出諧波源；在多個諧波源的情況下，需要尋找對PCC諧波貢獻(xiàn)較大的諧波源，即主要諧波源。因
2、此，在公共耦合點通過測量諧波電壓與諧波電流，可以確定主要諧波源的位置。有功功率方向法的基本原理是檢測諧波有功的流向，認(rèn)為產(chǎn)生諧波有功的一方為主要諧波源。比如對k次諧波，首先規(guī)定的方向由系統(tǒng)側(cè)指向用戶側(cè)，若，則系統(tǒng)側(cè)為主要諧波源；反之，若，則用戶側(cè)為k次諧波主要諧波源。3.1.2有功功率方向法的數(shù)學(xué)分析常用的諧波等效電路如下圖所示：~~圖3.2戴維寧等效電路忽略諧波阻抗的電阻，公共連接點處的視在功率如下：（3-1）即同時，可以根據(jù)在PCC處測得的諧波電壓與諧波電流求得諧波功率：（3-2）由式（3-1）可知，在諧波阻抗接近
3、感性時，諧波有功功率的方向與諧波源之間的相角差由很大關(guān)系，而不是僅僅取決于諧波源的大小。而由式（3-2）知，諧波有功還與諧波電壓與諧波電流的相位差有關(guān)，而諧波電壓與諧波電流的相位差不光是由諧波阻抗所決定，因為諧波源也可能會吸收一部分諧波有功。在實際的應(yīng)用當(dāng)中，對于配電網(wǎng)正常的功率因數(shù)有一定的要求，諧波電壓與諧波電流相位差為的情況一般不會出現(xiàn)。從上面的分析可以看出，有功功率方向法簡單直觀，為大家所普遍接受，但是由于其自身的缺陷，在有些情況下，不能對諧波源做出正確定位。3.1.3有功功率方向法模擬仿真利用matlab中的s
4、imulink對諧波定位進(jìn)行仿真，仿真模型采用簡單的點對點系統(tǒng)，電壓等級及輸電功率模擬配電網(wǎng)的相關(guān)情況。用戶側(cè)的諧波源采用六脈波整流電路。并且三相平衡，故各測量量只取A相，仿真圖如下：圖3.3有功功率方向法仿真圖其中SubsystemP與SubsystemQ分別用來計算諧波有功與諧波無功，該子模塊如下圖：圖3.4有功測量子模塊首先利用傅里葉變換模塊獲得相應(yīng)諧波的幅值與相角，再計算諧波有功和諧波無功。同時根據(jù)示波器得到電壓與電流波形，在matlab窗口中利用程序繪制波形圖并計算諧波功率。在沒有背景諧波的情況下，即只有一個
5、非線性負(fù)荷時的電壓及電流波形如下圖所示：圖3.5電流波形圖3.6電壓波形通過程序分析得出電壓及電流頻譜如下：圖3.7電流頻譜圖3.8電壓頻譜從圖中可以看出，諧波主要集中在次，這與六脈波整流電路相一致，利用simulink自帶的諧波分析工具powergui分析得到如下的分析結(jié)果：通過程序得到：OrderpercentUIangle00.000143930.364740.00811330115653.456.3710.1702620.000666732.47990.0375840.1379130.00126611.4016
6、0.0713730.04225940.000629530.950720.035487-0.3124550.2215389.9912.486-1.598560.000335810.517780.018934.826770.084552210.774.7663-1.583880.000497961.50890.028071-1.207790.000918521.59790.051778-1.4395100.000432151.69910.024361-1.1201110.061758237.583.4814-1.58451
7、20.000187090.242070.010547-1.0207130.030385140.821.7128-1.5738140.000323061.33040.0182114.6729150.000494481.45210.0278744.2995160.000263681.47010.0148644.8116170.020995124.331.18354.6888187.2738e-0050.19810.0041003-1.1771190.01103174.2410.621824.696在只有背景諧波的情況下，為
8、簡單說明，背景諧波為在可編程電壓源中加入5次諧波，得到如下的波形圖：圖3.11電流波形圖3.12電壓波形可以看出5次諧波的含有率為20%，與事先的設(shè)定值一樣，這也說明正弦波通過線性負(fù)荷后，波形不發(fā)生改變，利用自編的頻譜分析程序得到如下的電流電壓頻譜圖：圖3.15電流頻譜圖3.16電壓頻譜同時通過程序可以獲得公共連接點的相關(guān)數(shù)據(jù)如下
