基于matlab的电力系统谐波抑制仿真研究--任务书
基于matlab谐波抑制的仿真研究(毕设)
如果将整流相数增加到12 相，则5 次谐波电流下降到基波电流的4.5%，7 次谐波电流下降到3%。
除了可对整流器本身进行改造外，当有多台相同的6 脉动换流器同时工作时，可以用取自同一电源的换流变压器二次绕组之间适当的移相，以达到提高整流脉动数的目的。
（2）采用交流滤波装置。
采用交流滤波装置在谐波源的附近就近吸收谐波电流，以降低连接点处的谐波电压。
滤波装置是由电阻、电感、电容等元件组成的串联谐振电路，利用其串联谐振时阻抗最小的特性，消除5、7、11 次等高次谐波。
在运行中滤波器除了能起到滤波作用外还能兼顾无功补偿的需要。
（3）抑制快速变化的谐波。
快速变化的谐波源（如电弧炉、电力机车、晶闸管供电的轧钢机和卷扬机等）除了产生谐波外，往往还会引起供电电压的波动和闪变，有的（如电气化铁道的机车，处于熔化期的电弧炉等）还会造成系统电压三相不平衡，严重影响公用电网的电能质量。
抑制快速变化谐波较全面的技术措施就是在谐波源处并联装设静止无功补偿装置，可有效减小波动谐波源的谐波量，同时，可以抑制电压波动、闪变、三相不平衡，还可补偿功率因数，目前技术上较成熟。
（4）避免并联电容器组对谐波的放大作用。
在电力系统，中并联电容器组可以改善无功，起改善功率因数和调节电压的作用。
当有谐波源时，在一定的参数下，电容器组会对谐波起放大作用，危及电容器本身和附近电气设备的安全。
因此可采取改变电容器的串联电抗器，或将电容器组的一些支路改为滤波器，还可以采取限定电容器组的投入容量，避免电容器对谐波的放大。
（5）LC无源滤波法。
LC无源滤波器是一种常用的谐波补偿装置。
它的基本工作原理是利用LC谐振回路的特点抑制向电网注入的谐波电流。
当谐振回路的谐振频率和其中一高次谐波电流频率相同时，则可将该次谐波电流滤除，使其不会进入电网。
多个不同谐振频率的谐振回路可溥除多个高次谐波电流，这种方法简单易行。
（6）采用有源电力滤波器APF（Active Power Filter）。
基于Matlab的电力系统无功补偿装置的研究与仿真综述
引言随着电力系统中非线性用电设备，尤其是电力电子装置应用的日益广泛，电力系统中的谐波污染问题也越来越严重，而大多数电力电子装置功率因数较低，也给电网带来额外负担，并影响供电质量。
因此抑制谐波和提高功率因数已成为电力电子技术和电力系统研究领域所面临的一个重大课题，正在受到越来越多的关注。
解决电力电子装置产生的谐波污染和低功率因数问题不外乎两种途径:一种是装设补偿装置，如有源滤波器、无功功率补偿器等，设法对谐波进行抑制和对无功进行补偿;另一种是对电力电子装置本身进行改进，使其不产生谐波也不消耗无功功率，或根据需要对其功率因数进行调节。
后一种方法需要对现有电力电子设备进行大规模更新，代价较大，并且只适用于作为主要谐波源的电力电子装置，因此有一定的局限性。
而前一种方法则适用于各种谐波源和低功率因数设备，并且方法简单，己得到广泛应用。
传统的补偿无功功率和谐波的主要手段是设置无功补偿电容器和LC滤波器，这两种方法结构简单，既可以补偿谐波，又可以补偿无功功率，一直被广泛应用。
但这种方法的主要缺点是补偿特性受电网阻抗和运行状态影响，易和系统发生并联谐振，此外，它只能补偿固定频率的谐波，难以对变化的无功功率和谐波进行有效的动态补偿。
而随着电力系统的发展，对无功功率和谐波进行快速动态补偿的需求越来越大。
现代电力电子技术的出现和发展为谐波和无功补偿装置的能动控制提供了可能。
近年来，电力电子器件也由不可控器件，半控型器件及全控器件发展到智能化的功率器件。
这些新型器件的出现使得电力电子变换电路本身及其控制系统产生了巨大的变革，从传统的以整流为主的电力电子技术跨入了以直流逆变成各种频率的交流为主的逆变时代，从而为各种形式的变流器在交流系统中的应用供了可能。
而近几十年来电力电子技术在电气拖动领域中的广泛应用，积累了大量的应用经验，技术上也日趋成熟。
正是在电气拖动领域中得到广泛应用的相控脉冲宽度调制(PWM)技术和四象限变流技术为各种形式的静止无功功率补偿装置((SVC)和有源滤波器(APF)控制器提供了原形。
基于MATLAB谐波电流检测仿真研究
式中，φ＝φe －φi 。
以三相电路瞬时无功功率理论为基础，计算 ip、iq 为出发点， 即可得出三相电路谐波和无功电流检测的方法，即 ip、iq 运算方 式 。 ［2－3］ 该方法原理如图 2 所示，图中：
ω ω 姨 sinωt －cosωt
C＝ －cosωt －sinωt
，C32 ＝
2 3
ω1 ωω ω0
e＝eα ＋eβ ＝e∠φe
（3）
i＝iα ＋iβ ＝i∠φi
（4）
式中 e、i 为矢量 e、i 的模，ψe、ψi 分别为矢量 e、i 的幅角。
瞬时有功电流 ip 和瞬时无功电流 iq 如图 1 所示，分别为矢
量 i 在矢量 e 及其法线上的投影。 即：
ip ＝icosφ
（5）
iq ＝isinφ
（6）
时功率理论及其在电力调节中的 应 用 ［M］．徐 政 ，译．北 京 ：机 械 工 业 出 版 社 ，2009
［收 稿 日 期 ：2011．6．19 ］
图9 由上述仿真结果可见， 基于瞬时无功功率理论的谐波电流 检测方法能够较好地检测出系统中的谐波电流。 3 结束语
基于瞬时无功功 率 理 论 的 pq 法 自 提 出 以 来 ，在 谐 波 电 流 的检测中获得了广泛应用，但也有一些局限性。 要求系统三相对 称，当系统电压畸变时，按该方法算出的基波电流中包含谐波分 量，从而影响检测精度。 此外，该方法无法反映零序分量的大小， 因此不适合于三相四线制系统的谐波电流检测， 这需要更进一 步的改进和研究。
本文针对电力系统非线性设备给电网造成的谐波污染问 题，采用 ip－iq 运算方式，基于 MATLAB 软件建立仿真模型，对电 流信号检测分析， 结果表明本文采用的方法能够迅速准确地检 测出系统谐波电流，为谐波抑制和无功补偿提供了条件。
基于matlab电力系统故障分析与仿真[精选五篇]
![基于matlab电力系统故障分析与仿真[精选五篇]](https://img.taocdn.com/s3/m/db2f07be6429647d27284b73f242336c1eb93008.png)
基于matlab电力系统故障分析与仿真[精选五篇]第一篇：基于matlab电力系统故障分析与仿真课程设计说明书题目名称：基于Matlab的电力系统故障分析与仿真系部：电力工程系专业班级：电气工程学生姓名：学号指导教师：完成日期：2018年X月X日XX学院课程设计评定意见设计题目基于Matlab的电力系统故障分析与仿真系部电力工程系_________ 专业班级电气工程学生姓名______________ 学生学号评定意见：评定成绩：指导教师（签名）：年月日（此页背书）评定意见参考提纲：1、学生完成的工作量与内容是否符合任务书的要求。
2、学生的勤勉态度。
3、设计或说明书的优缺点，包括：学生对理论知识的掌握程度、实践工作能力、表现出的创造性和综合应用能力等。
XX学院电力工程系课程设计任务书2017-2018学年1 学期2018年 1月 X 日专业电气工程及其自动化班级电气工程1 课程名称电力系统仿真设计题目基于Matlab的电力系统故障分析与仿真指导教师起止时间 2018.1.8-2018.1.19 周数 2 设计地点实验楼设计目的：本次设计旨在学习和掌握电力系统仿真的基本方法。
通过MATLAB/SIMULINK仿真软件，使所学的专业知识和技能能够得到灵活运用，包括电力系统的建模，参数设置，短路故障设置或潮流计算，结果分析及波形调试等。
从建模与仿真、数据分析、工程系统分析等方面培养和提高解决实际电力系统的短路与潮流计算的能力以及电力系统综合分析的能力。
设计任务或主要技术指标：1、原始资料分析；2、通过MATLAB/SIMULINK软件建立电力系统仿真模型；3、参数、短路故障设置及仿真调试；4、观察不同短路点及短路类型时的电压和电流波形；5、潮流计算结果处理及功率损耗分析等。
设计进度与要求：第1天：资料分析及参考相关设计手册、规范及电力技术标准；第2-3天：根据实际电力系统建立仿真模型；第4-5天：各元件参数设置与调试；第6-7天：短路点及不同短路类型的设计；第8-9天：仿真调试运行及结果处理分析；第10-11天：各短路、短路类型情况下电压电流波形分析和潮流计算及其结果分析；第12-13天：设计说明书的撰写及修改完善；第14天：答辩，上交合格报告。
电力系统谐波抑制仿真研究
电力系统谐波抑制仿真研究施滨 郑全新*(荆楚理工学院 湖北荆门 448000)摘要：利用傅里叶转换与FTT转换技术对所建立的谐波模型进行了模拟，发现利用FTT的时频特征可以提取出该信号的时间-频率特征，能够有效地消除干扰，并能有效地探测出信号的频域特征，而傅里叶转换则能有效地反映出信号的频域特征。
将傅里叶分析与FTT分析相比较，将其优点相融合，利用小波分析法对信号中的突变点进行了提取和除噪，再利用傅氏转换对各个稳态的频域和振幅进行精确的检测。
关键词：谐波干扰检测傅里叶变换 小波变换 抑制 仿真中图分类号：TM761文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)20-0054-04 Simulation Research on Harmonic Suppression in the Power SystemSHI Bin ZHENG Quanxin*(Jingchu University of Technology, Jingmen, Hubei Province, 448000 China)Abstract:Fourier transform and FTT transform techniques are used to simulate the established harmonic model, and it is found that the time-frequency characteristics of the signal can be extracted by using the time-frequency characteristics of FTT, which can effectively eliminate interference and effectively detect the frequency domain characteristics of the signal, and that Fourier transform can effectively reflect the frequency domain characteristics of the signal. Fourier analysis is compared with FTT analysis, their advantages are fused, the abrupt points in the signal are extracted and denoised by wavelet analysis, and the frequency domain and amplitude of each steady state are ac‐curately detected by Fourier transform.Key Words: Harmonic interference detection; Fourier transform; Wavelet transform; Suppression; Simulation目前，谐波的解析有多种，小波变换方法和傅里叶变换法，它们在谐波的应用领域和侧重点不同。
基于Matlab的电力系统谐波评估研究
维普资讯
吴杰 ． 等
基 于 Ｍａａ ｔ ｂ的电力 系统谐 波评估研究 ｌ 表 １ 部分变频器 工作特点
１ 谐波评估 常规方 法
电力系统的谐波评估对于简单 的网络可用简易 计算的方法； 对复杂系统和 多个谐波源可用谐波潮 流计算的方法¨ 。应用谐 波潮流计算求解时 ， 应先 确定谐波网络的数学模型。它是由网络 巾各元件的 谐 波 参数 组成 的 ， 常用 描 述 谐 波 网 络 的 连接 情 况 通 和支路导纳的谐波节点导纳矩阵表示。电力系统中 的谐波源主要是一些电力电子设备和部分变压器的 励 磁 支路 。可 以将 这些 谐波 源看 作 内阻抗 无穷 大 的 恒 电流源。计算足 由各谐波源节点注入谐波电流通 过该谐波网的网络方程求解各节点的谐波电压。各 节点的谐波 电流由该点的谐波电压和谐波源特性决 定。可以利用计算机编制潮流计算程序来分析复杂 系统中的谐波状况。 为 了获 得谐 波节 点 导纳 矩 阵 ， 需 要 知 道 各元 就 件 的谐 波 数 学 模 型 和 参数 ， 以及 它 们 的连 接 情 况 。在不对 称 情 况 下各 次 谐 波 具 有 同 的 相 序 特性 ， 零序 网络 还会 因变 压 器 绕组 的不 同接 线 方 式 和接地方式而形成与正 、 负序网络接线。这样使计 算变得繁琐 。另外 ， 谐波计算所需的数 据如供 电系 统各元件的频率特性和谐波参数 、 各谐 波源的频 谱 特性尤其是相频特性等数据 ， 往往很难 获得足够 的 足够精确的资料 ， 严重影响了编程 汁算的精度 。
吴 杰 ，刘 健 卢志刚’宋 国堂 姜顺 强 ， ， ，
基于Matlab的谐波抑制技术的仿真研究
图 5 控制侧的谐波注入模型图
313 结果与分析 图 5 的参 数 设置 如 下: D C1 = D C2 = 700 V,
L = 5 mH, 变压器参数不变。注入控制绕组中的谐 波电流 Ic 和注入 Ic 前变压器原边电流 Is 的波形如 图 6所示。 Is 的 THD 由 29195% 降为 0148% , 功 率因数由 0180提高到 0196, Is 的波形如图 7所示。 注入控制电流 前后电源 电流的各 次谐波, 如表 3 所示。
负载电流包含基波 ( 50 H z) 和谐波两种分量, 它们在通过变压器副边绕组 时分别产生基波磁势 F 1 和谐波磁 势 F 2, 从而在 变压 器的 磁路 中分别 产生基波磁链 1和 谐波磁链 2。在负载 侧通过电
45
基于 M atlab的谐波抑制技术的仿真研究
流检测器检出负载电流 I2 中需要滤除的谐波分量 I3, 然后将其接入控制绕组 N c, 产生相 关次谐波 磁势F 3 = W # I3 (其 中, F 3 为 控 制绕 组 的 谐波 磁 势, W 为控制绕 组匝 数 )。通 过改 变控 制绕 组的 连接方式和控制绕组匝数 W, 使谐波控 制绕组产 生的相关次谐波磁势 F3 与负载侧产生的谐波磁 势 F 2 大小相等而方向 相反, 从而使得由 F 3 产生 的谐波磁链 3和由 F 2 产生的谐波磁链 2 相互抵 消。由于在变压器的磁路中消除了谐波 的磁势和 磁链, 因此在变压器原边绕组中不会感 应产生相 关次谐波电流, 使得由负载侧产生的谐 波电流不 会对变压器原边电网产生影响, 从而达 到治理电 网谐波的目的 [ 3] 。
W ang H ongran, L iu T iancu,i H ong Na igang ( S chool of E lectrica l Eng in eering& In formation, A nhu iU n iversity of T echnology, M apansh an 243002, Ch ina)
(完整版)利用matlab仿真对电力系统谐波治理
利用matlab仿真对电力系统谐波治理摘要：随着国民经济和科学技术的蓬勃发展，冶金、化学等现代化大工业和电气化铁路的发展，电网负荷加大，电力系统中的非线性负荷(硅整流设备、电解设备、电力机车)及冲击性、波动性负荷(电弧炉、轧钢机、电力机车运行)使得电网发生波形畸变(谐波)、电压波动、闪变、三相不平衡，非对称性(负序)和负荷波动性日趋严重。
电能质量的下降严重地影响了供用电设备的安全、经济运行，降低了人民的生活质量。
所以在世界各国都十分重视电能质量的管理。
引言新兴负荷的出现对电能质量的要求更高电能质量问题逐渐引起普遍重视，主要原因如下：（1）大量基于计算机的控制设备和电子装置投入使用，其性能对电压质量非常敏感。
（2）调速电机和无功补偿装置，导致系统谐波水平不断上升，从而对电力系统的容量和安全运行产生影响。
（3）电力用户不断增长的电能质量意识迫使电力公司提高供电质量，设法解决诸如电压中断，电压跌落和开关暂态等电能质量问题。
衡量电能质量的主要指标是电网频率和电压质量。
频率质量指标为频率允许偏差；电压质量指标包括允许电压偏差、允许波形畸变率(谐波)、三相电压允许不平衡度以及允许电压波动和闪变。
国家技术监督局已公布了上述电能质量的五个国家标准。
电能质量的具体指标。
1．电网频率我国电力系统的标称频率为50Hz，GB／T15945-1995《电能质量一电力系统频率允许偏差》中规定：电力系统正常频率偏差允许值为±0.2Hz，当系统容量较小时，偏差值可放宽到±0.5Hz，标准中没有说明系统容量大小的界限。
在《全国供用电规则》中规定"供电局供电频率的允许偏差：电网容量在300万千瓦及以上者为±0.2HZ；电网容量在300万千瓦以下者，为±0.5HZ。
实际运行中，从全国各大电力系统运行看都保持在不大于±0.1HZ范围内。
2．电压偏差GBl2325－90《电能质量一供电电压允许偏差》中规定：35kV及以上供电电压正负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10％；10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的土7％；220V单相供电电压允许偏差为额定电压的7％～10％。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
毕业设计（论文）课题任务书
（2013----2014学年）
学院名称：科技学院
课题名称基于matlab的电力系统谐波分析
学生姓名专业电气工程及自动化学号
指导教师任务书下达时间2013年12月16 日
课题概述：
通过本次毕业设计，使学生对电力系统谐波抑制的问题有比较全面的了解。
并且学习电力系统谐波对电力系统电能质量方面及继电保护方面的影响,重点研究电力系统谐波的产生机理并利用MATLAB编程进行仿真，得到滤波后较好的电能质量结果。
要求阅读或检索的参考资料及文献（包括指定给学生阅读的外文资料）：
1 唐统一，吴震春，孙树勤.电力系统谐波[M].徐州：中国矿业大学出版社，1991.
2 曲学基，曲敬铠，于明扬等.电力电子滤波技术及其应用[M].北京：电子工业出版社，2008.
3 浅析配电网谐波的危害与治理[J]．科苑观查，32.
4 George J.Wakileh,徐政(译)．电力系统谐波——基本原理、分析方法和滤波器设计[M]．机械工
业出版社，2007．
5 陈志业,尹华丽．电能质量及其治理新技术[J]．电网技术，2002, 26(7)：67-70．
6、电能质量公用电网谐波,GB/T14549-93,中国电力出版社.
7、翁利民，张启春，舒立平等．配电网高次谐波抑制方法的分析[J]．电力自动化设备，2000，
20(3):22-25．
8、Luo Weiping. The Harmonious Detecting and Analyzing of PV Grid Connected Generation.
Proceedings of the 27th Chinese Control Conference July 16-18, 2008, Kunming,Yunnan, China．
9、翁利民．电力电子技术与谐波抑制，无功补偿技术研究综述[J]．电力电容器，2004,3:6-10.
10、李承,皱云屏. 有源电力滤波器抑制谐波的机理分析[J]．电力系统自动化，2003,27(20):31-34.
11、李圣清，朱英浩，周有庆等．电网谐波检测方法的综述[J]．高电压技术，2004，30(3)：39-42．
12、王兆安，黄俊．电力电子技术(第4版)EM3．机械工业出版社，2005.07．
13、刘桂英,粟时平. 并联有源电力滤波器滞环电流比较控制研究[J]. 高电压技术, 2005,
3l(5): 58-60．
14、赵金宝，非线性电力负荷的谐波与抑制技术的研究．广西大学硕士学位论文，2006．
15、王兆安，杨君等．谐波抑制和无功功率补偿(第二版)[M]．机械工业出版社，2006.01．
注：近3～5年参考资料及文献应指定15种以上
设计（论文）成果要求：
（包括外文翻译、开题报告、设计或论文正文的数量和质量等要求等）
质量要求：
1、开题报告：格式规范，明确题目研究目标和意义，研究主要内容，阅读文献充分，技术路线清
晰可行；
2、译文：格式规范，译文与原文意思要基本一致，专业术语翻译准确；
3、小论文：格式规范，内容无严重理论错误；
4、大论文：格式规范、结构合理，无理论错误，无成果抄袭，设计主内容清晰，有明确结果。
数量要求：
1、开题报告：页≥2500字
2、说明书：页≥15000字
3、图纸：页张
4、译文：页≥3000汉字
5、小论文：页≤3000字
6、其它：按要求提供小论文及论文全文电子文档
中期报告应达到的目标及其它要求：
（如设计型课题的原始资料及主要参数要求或论文型课题的论点、论据、逻辑性要求等）
1. 对谐波产生机理进行分析，对谐波治理方案进行比较与选择。
2.通过对不同谐波检测方法的对比、选择和仿真，得到其各自适用的不同情况。
并利用MATLAB
软件仿真实现。
进度及要求
起止日期
要求完成的内容及质量
2013年秋季学期：
第十四周（2013年12月8日前）
第十五周—第十七周
第十八周
第十九周
第二十周（2014年1月19日前）
2014年春季学期：
第一周
第二周—第三周
第四周—第十一周
第十二周（2014年5月11日）
第十三周（2014年5月18日前）
第十四周（5月24-25日）
接受毕业设计任务书，学习毕业设计要求及有关规定。
阅读指定的参考资料及文献(包括5-10万个印刷符号与课
题或本专业相关的外文资料)；
进行外文翻译，撰写开题报告；
修改外文翻译与开题报告，完成开题报告、外文翻译任务。
上交开题报告、外文翻译，指导教师批阅。
与指导教师讨论课题总体设计思想；
制订课题设计总体框架，各功能模块实现的设计流程图；
实现课题各项指标设计要求；给出设计结果，完成毕业设
计中期报告；
提交毕业设计中期报告。
完成毕业设计，全部成果交指导教师批阅。
正常毕业答辩。
审核（系主任）批准（分管院长）。