电能质量及其分析方法综述
电力行业的电能质量分析与改进
电力行业的电能质量分析与改进随着现代社会对电力的需求不断增长，电能质量问题逐渐成为电力行业关注的焦点。
电能质量是指电力系统中电能的波动、峰值、相位等参数是否稳定、符合标准要求的能力。
而电能质量问题的存在会对电网、电器设备以及用户造成不良影响，因此，对电能质量进行分析与改进显得尤为重要。
本文将从几个方面探讨电力行业的电能质量问题，并提出改进措施。
一、电能质量问题的现状分析1. 电能质量问题的种类电能质量问题可以表现为电压骤升骤降、频率波动、谐波影响、电压波形失真等多种形式。
这些问题对电网运行以及用户设备造成了很多困扰，需要引起重视。
2. 影响因素电能质量问题的出现与多种因素有关，包括电源质量、配电系统设计、线路阻抗、接地方式等。
只有综合考虑各种因素才能全面分析电能质量问题。
二、电能质量问题的分析方法1. 监测与记录通过安装电能质量监测设备，实时监测电能质量参数，并记录数据。
这样可以了解电网中存在的问题，并有针对性地采取措施。
2. 数据分析与评估将监测到的数据进行分析与评估，找出异常波动、波形失真的原因，为后续的改进工作提供依据。
三、电能质量问题的改进措施1. 提高电源质量改善电源的稳定性和可靠性是提升电能质量的关键。
采用可再生能源、增加备用电源、优化电源系统等方式，可以有效降低电能质量问题的出现。
2. 设计合理的配电系统在配电系统设计中，需要考虑电流负荷、线路容量、接地方式等因素，以确保电能质量的稳定。
3. 谐波滤波技术的应用采用谐波滤波技术，可以有效控制谐波引起的电压波形失真问题，提升电能质量。
4. 良好的设备维护与管理定期对电力设备进行维护和管理，及时发现并修复潜在问题，防止电能质量问题的产生。
四、电能质量改进的必要性与挑战1. 必要性改进电能质量可以提高电网的稳定性和可靠性，降低电器设备故障率，增加用户满意度。
同时，优质的电能质量也有助于推动电力行业的可持续发展。
2. 挑战电能质量改进面临着技术、经济、政策等多方面的挑战。
电能质量的数学分析方法介绍
电能质量的数学分析方法介绍引言电能质量是指电力系统中的电流、电压和功率波形偏离标准正弦波的程度。
随着电力负荷的不断增加以及非线性设备的广泛应用，电能质量问题越来越引起人们的关注。
为了研究和解决电能质量问题，需要采用数学分析方法来定量描述电能质量，本文将介绍几种常见的数学分析方法。
1. 傅里叶分析傅里叶分析是将任意复杂的周期函数分解成假设干个根本频率的正弦波分量的方法。
对于电能质量分析，可以将电流和电压波形用傅里叶级数展开，通过计算各个频率分量的振幅和相位来定量描述电能质量问题。
傅里叶分析在频域中对电能质量问题进行了离散化处理，可以通过频谱分析来判断电能质量是否满足要求。
2. 统计分析统计分析方法可以用来描述电能质量参数的概率分布、均值和方差等统计特性。
通过对电能质量参数进行长时间观测和分析，可以得到波形的统计特性，如最大值、最小值、平均值等。
通过统计分析可以了解不同负荷条件下电能质量参数的分布情况，以及存在的异常情况，为电能质量改善提供参考依据。
3. 小波分析小波分析是一种时频分析方法，可以将信号分解成不同频率区间和时间区间的成分。
对于电能质量问题，可以利用小波分析来研究电能质量参数在不同频率和时间尺度上的变化规律。
小波分析可以揭示电能质量参数的瞬时变化和周期性变化，对于电能质量异常的检测和定位具有重要作用。
4. 熵和相关性分析熵是信息论中衡量信号复杂度的指标，可以用来描述信号的不确定性。
对于电能质量波形，可以利用熵来定量描述其复杂程度和不确定性。
相关性分析可以用来研究电能质量参数之间的关联程度，如电流和电压之间的相关性。
通过熵和相关性分析可以揭示电能质量参数的特点和规律，为电能质量评估和故障诊断提供依据。
5. 非线性分析由于电能质量问题通常涉及到非线性负荷和非线性因素的影响，传统的线性分析方法可能无法有效描述电能质量问题。
非线性分析方法可以用来研究电力系统中的非线性特性，如混沌行为、实验现象等。
企业电能质量分析报告范文
企业电能质量分析报告范文一、背景介绍本报告针对某企业的电能质量进行了分析和评估。
企业是一家中型制造企业，拥有一定规模的生产线和设备。
本次分析旨在帮助企业了解当前的电能质量状况，根据评估结果提出相关建议和解决方案，以保障企业正常生产运营。
二、数据采集与分析2.1 数据采集为了对企业的电能质量进行准确评估，我们在企业内部安装了多台电能质量监测仪器。
通过监测仪器，我们采集了以下数据：- 电压波形（Voltage waveform）- 电流波形（Current waveform）- 电压波动与闪变（Voltage fluctuation and flicker）- 电力因数（Power factor）- 谐波含量（Harmonic content）2.2 数据分析根据采集到的数据，我们对企业的电能质量进行了综合分析。
2.2.1 电压波形通过对电压波形的分析，我们发现在生产高峰期间，电压波形存在一定的畸变现象，表现为波形峰值的不规则变化。
这可能是由于负载控制不当或负载过大导致的。
建议企业对负载进行合理规划和调整，以平稳电压波形。
2.2.2 电流波形电流波形的分析显示，在某些设备启动和停止过程中，存在较大的电流浪涌现象，造成了瞬时电流过大的情况。
为了减少这种现象对电能质量的影响，建议企业在启动和停止设备时采取相应的措施，如采用软启动技术或增加电抗器。
2.2.3 电压波动与闪变电压波动和闪变是评估电能质量的重要指标之一。
我们的监测数据显示，在某些时间段内，电压波动和闪变值超过了国家标准的限值。
这可能会对其他设备的正常运行产生影响。
为了解决这个问题，建议企业通过安装电压稳定器或升级配电变压器来稳定电网电压。
2.2.4 电力因数电力因数是衡量电能利用效率的重要指标之一。
根据我们的分析结果，企业的电力因数较低，说明存在较多的无功功率消耗。
为了提高电力因数，建议企业采取节能措施，如优化设备的使用方式、减少无功功率的产生等。
电能质量的定义以及分析方法
一、电能质量1、电能质量的定义不管对电能质量给出什么样的定义，电能质量的内涵应该包括如下几个方面的内容，已经取得了普遍的共识解决电能质量测试设备,使用电能质量分析仪。
电压质量:给出实际电压与理想电压间的偏差，以反映供电部门向用户分配的电力是否合格。
电压质量通常包括电压偏差、电压频率偏差、电压不平衡、电磁暂态现象、电压波动与闪变、短时电压变动、电压谐波、电压间谐波、电压缺口、欠电压、过电压等。
电流质量:电流质量与电压质量密切相关。
为了提高电能的传输效率，除了要求用户汲取的电流是单一频率正弦波外，还应尽量保持该电流波形与供电电压相同。
电流质量通常包括电流谐波、间谐波、电流相位超前与滞后、噪声等。
研究电流质量有助于电网电能质量的改善，降低线路损耗，但不能概括大多数因电压原因造成的质量问题，而后者往往并不总是用电造成的。
供电质量:它包括技术含义和非技术含义两部分。
技术含义有电压质量和供电可靠性；非技术含义是指服务质量，包括技术供电部门对用户投诉与抱怨的反应速度和电力价目的透明度等。
用电质量:用电质量反映供用电双方相互作用与影响的责任和义务，它包括技术含义和非技术含义等。
技术含义包括对电力系统电能质量技术指标的影响和要求。
非技术含义是指用电责任和义务的履行质量，如用户是否按时、如数缴纳电费等。
目前，国内外虽然对使用电能质量这一术语及其内涵达成了共识，但是对电能质量确切的定义尚未形成统一的共识。
使用比较广泛的几个定义如下: 定义1：合格电能质量的概念是指，给敏感设备电力和设置的接地系统均适合于该设备正常工作。
这一定义来自IEEE标准化协调委员会给出的power quality（电能质量）的技术定义。
定义2：电能质量是指供电装置在正常工作情况下不中断和不干扰用户使用电力的物理特性。
该定义来自IEC(1000-2-2/4)标准。
根据这一定义，现代电能质量除了保证额定电压和额定功率下的正弦波形外，还包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相比平衡、波形畸变、所有电压瞬变现象，如冲击脉冲、电压下跌、瞬间中断及供电连续性等。
电能质量分析方法与控制技术探讨
电能质量分析方法与控制技术探讨电能质量是指电力系统中电流、电压的稳定性和纹波率，以及电力设备对电能质量的需求程度。
电能质量的不良会导致电力系统的异常运行和设备的损坏。
因此，进行电能质量分析和控制至关重要。
一、电能质量分析方法1.电能质量参数测量：通过测量电压和电流的参数来评估电能质量。
常见的参数有电压的纹波率、电压的波动、电流的谐波含量、电能的三相不平衡度等。
通过参数测量可以了解电能质量的具体情况，为进一步的分析提供数据支持。
2.电能质量事件监测：使用电能质量监测仪器可以记录电压和电流的实时数据，包括瞬时值和波形曲线。
通过对电能质量事件的监测，可以获得电能质量的详细信息，并进行后续的分析和控制。
3.电能质量分析软件：利用电能质量分析软件对电能质量参数和事件数据进行处理和分析。
通过软件可以绘制波形图、频谱图、矢量图等，对电能质量的异常情况进行详细分析，找出问题根源和解决方案。
二、电能质量控制技术1.电力质量改善装置：通过安装电力质量改善设备，如电力滤波器、电力调压器等，来降低电能质量的纹波率和波动度。
这些装置可以滤除电网中的谐波、抑制瞬态电压波动，并提供稳定的电源给用户设备。
2.电力负荷管理：合理管理电力负荷可以减小供电系统的负载波动。
通过采用先进的负荷管理技术，如优化供电方案、负荷分配策略等，可以降低电网的谐波含量和不平衡度，提高电能质量。
3.谐波抑制技术：谐波是电能质量的重要指标之一、采用谐波抑制技术，如使用无谐波源的互连电池系统、安装谐波滤波器等，可以有效降低电网中的谐波含量。
4.频率调节技术：电网的频率稳定性对电能质量有重要影响。
要保持电网频率的稳定，可以采用频率调节技术，如合理调整电源的供电能力、控制负荷的充放电过程等。
综上所述，电能质量分析方法和控制技术是保证电力系统正常运行和设备安全运行的重要工具。
通过合理的电能质量分析和控制手段，可以提高电网的稳定性和设备的可靠性，同时提高电力系统的效率和可持续性。
电力系统中的电能质量分析与改进
电力系统中的电能质量分析与改进随着电力需求的不断增长，电能质量的稳定性和可靠性在现代社会中变得尤为重要。
电能质量可以影响到电力设备的安全性、运行效能以及生产效率。
本文将对电力系统中的电能质量进行分析，并提出改进建议，旨在提升电力系统的运行效率和质量。
1. 电能质量的定义与重要性电能质量是指电能对于使用设备而言的适用性，即电能的纯净度和稳定性。
电能质量问题包括电压波动、电压暂降、电压暂增、电压谐波、频率波动以及电压不平衡等。
不合格的电能质量会对电力设备的稳定性和使用寿命产生负面影响。
例如，电压波动和电压暂降可能导致设备的故障、停机时间的增加，频率波动可能对电力设备的工作速度产生影响，而电压谐波可能导致设备过载、过热甚至损坏。
因此，保证电能质量对于电力系统的安全运行和设备寿命至关重要。
2. 电能质量的分析方法为了分析电能质量，我们可以使用各种测量仪器和测试方法。
以下是常用的几种分析方法：a. 电能质量测量仪器：例如电能质量分析仪、电能质量监测仪等，可以用于测量电能质量参数，如电压波动、频率稳定性、电压谐波等。
b. 数据采集与分析：通过采集系统的电流和电压数据，并利用专门的软件进行分析和处理，可以得到电能质量的相关指标和问题的所在。
c. 电力质量监测与记录：使用自动化的数据采集系统对电能质量进行实时监测，并记录电能质量的波动情况，方便后续的分析和改进。
3. 电能质量问题的原因与影响电能质量问题的根源可以是内部因素和外部因素。
a. 内部因素：内部因素主要来自电力系统内部的电力设备和系统中的故障或不良运行条件。
例如，电力设备的老化或损坏、电压调节装置的故障、供电系统中的短路等都可能导致电能质量的问题。
b. 外部因素：外部因素主要来自供电系统的其他用户或其他外部因素。
例如，其他用户突然启动大型电力设备可能导致电压暂降，天气条件的变化可能导致频率波动等。
电能质量问题的影响主要包括以下几个方面：a. 使用设备的可靠性和寿命：不合格的电能质量可能导致设备的故障率增加，缩短设备的使用寿命。
电力系统中的电能质量分析与改善方法研究
电力系统中的电能质量分析与改善方法研究电力系统中的电能质量是指电力系统中电能供应与需求之间的匹配程度。
良好的电能质量对于电力系统的稳定运行以及电力设备的正常工作至关重要。
然而，现实中电力系统中存在着各种影响电能质量的问题，如电压波动、电压暂降、谐波污染等。
因此，对电力系统中的电能质量进行分析与改善具有重要意义。
一、电能质量分析电能质量分析主要是通过对电力系统中各种质量问题的特征进行评估和定量分析，以便找出电力系统中存在的问题及其原因。
1. 电压波动与电压暂降电压波动是电力系统中电压在较长时间内的小幅度变动，如电压闪烁；而电压暂降则是电力系统中电压在很短时间内的大幅度下降。
这两种现象都会对电力设备的正常运行产生影响。
电压波动和电压暂降的主要原因包括电力系统中的故障、突发负荷变化以及供电电源的电压不稳定等。
对于电压波动和电压暂降的分析主要是通过监测电力系统中的电压数据，并利用相应的分析方法进行评估和诊断。
2. 谐波污染谐波污染是电力系统中电流或电压中存在频率为基波频率整数倍的非基波成分，这些非基波成分会引起电力设备的电流和电压失真，并可能导致设备的过热、损坏等问题。
谐波污染的主要原因包括非线性负载的存在，如变频器、电子设备等。
对于谐波污染的分析主要是通过监测电力系统中的电流和电压波形，并利用谐波分析技术进行谐波成分的提取和评估。
二、电能质量改善方法电能质量改善的目标是通过采取合适的技术手段来减少或消除电力系统中存在的质量问题，以提高电力系统的稳定性和设备的工作效果。
1. 电压稳定控制针对电压波动和电压暂降问题，可以通过合理的电压稳定控制手段来改善电能质量。
其中包括使用电压稳定器、无功补偿装置以及改善供电电压质量等。
通过这些措施可以减少电压的波动和暂降，从而保证电力设备的正常工作。
2. 谐波滤波对于谐波污染问题，可以采取谐波滤波技术来进行改善。
谐波滤波器可以将谐波成分从电力系统中滤除，从而减少对设备的影响。
电能质量的测量与分析
电能质量的测量与分析随着现代化生活的发展，电力质量已经成为人们越来越关注的问题。
电能质量不仅会对电力设备本身产生一定的影响，而且还会对终端用户的用电设备造成不小的损失，进而影响生产和生活的质量和效益。
因此，电能质量的测量与分析就显得尤为重要。
一、电能质量的定义及参数电能质量一般定义为电力系统中电能暂态或稳态的偏离规范值或期望值的程度，表现为电压、电流、频率、波形的失真与不对称等方面的问题。
电能质量的测量与分析主要涉及到以下几个参数：1. 电压电压主要包括瞬时值、有效值、最大值、最小值、基波值、总畸变电压等参数。
这些参数可以用来描述电压的稳定性、波形质量等方面的问题。
2. 电流电流的参数包括瞬时值、有效值、最大值、最小值、基波值、总畸变电流等。
电流的不稳定性、波形失真等也会影响电能质量。
3. 频率频率是指电网中的交流电源在单位时间内所做的周期数，一般情况下应保持稳定。
在实际生产和生活中，频率的偏离可能会导致电能质量的不稳定性。
4. 波形畸变波形畸变指电网中电压和电流波形的失真程度，表现为谐波、间谐波、交叉谐波等。
波形畸变会对电能的传输和使用产生负面影响。
二、电能质量的测量方式1. 直接测量法直接测量法是指通过测量电压、电流波形、功率因数、谐波等参数直接得出电能质量的测量结果。
这种方式需要使用高精度的测量仪器，并且还需要注意测量环境的干扰因素。
2. 间接测量法间接测量法是指通过测量电网中电能质量变化对网络产生的影响来推算电能质量的测量结果。
这种方式需要基于对电力系统的建模和分析，对电网的质量分析有一定的误差，但仍然是测量电能质量不可或缺的一种方式。
三、电能质量的分析方法1. 统计分析法统计分析法是指通过将电能质量数据进行整理、分类、筛选、排序等操作，从而获取各种质量参数的分布规律和特征。
这种分析方法可以用来定量描述电能质量的变化趋势、发现电能质量异常事件等。
2. 特征分析法特征分析法是指通过对电能质量波形的频域分析、时域分析等方法，找到其与质量参数的对应关系，进一步分析电能质量的问题。
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文章编号:100023673(2000)022*******电能质量及其分析方法综述胡 铭,陈 珩(东南大学电气工程系,江苏省南京市210096)SURVEY OF POW ER QUAL IT Y AND ITS ANALY SIS M ETHOD SHU M ing,CH EN H eng(Sou theast U n iversity,N an jing210096,Ch ina)ABSTRACT:A long w ith bo th the increase of the non2linear level and the electron ically s w itched loads in pow er sys2 tem s,the pow er quality is becom ing increasingly poo r.T he m ain pow er quality p rob lem s in pow er system s are system2 atically summ arized.T he th ree digital analysis m ethods based on ti m e dom ain,frequency dom ain and w avelet tran s2 fo rm are expounded respectively and the app licati on of them in electricity quality study is p resen ted in detail.KEY WOR D S:pow er quality;digital si m u lati on;harmon ic load2flow;w avelet tran sfo rm摘要:当前电能质量问题日益严重,本文就电力系统中存在的主要电能质量问题作了系统的归纳,并对基于时域、频域、变换域的三种数字分析方法原理及其各自在电能质量领域中的应用作了详细的阐述。
关键词:电能质量;数字仿真;谐波潮流;小波变换中图分类号:TM714 文献标识码:A1 引言随着基于大功率电力电子开关设备的普及应用,它所带来的各种电能质量问题已引起各国电力工作者的高度重视,提高电能质量的新技术已成为近年来电力系统研究领域中新的研究热点[1]。
1992～1995年,美国电力研究院(EPR I)在全国范围内进行了大规模的电能质量普查,获得了大量电能质量数据。
与此同时,国外又兴起了研究“用户特定电力”(cu stom pow er)的高潮,提出利用电力电子控制器提高配电网供电的可靠性和电能质量。
随着计算机技术的不断发展,以此为基础的诸如时域仿真、频域分析以及建立在不同变换基础上的各种数字技术,已在分析电压电流扰动波形、元件参数对这些扰动的影响、系统中的谐波以及开发用以解决电能质量问题的新型电力电子控制器等方面,得到了广泛应用。
2 电能质量电力系统中各种扰动引起的电能质量问题主要可分稳态和暂态两大类[1]。
稳态电能质量问题以波形畸变为特征,主要包括谐波、间谐波、波形下陷以及噪声等;暂态电能质量问题通常是以频谱和暂态持续时间为特征,可分脉冲暂态和振荡暂态两大类。
电力系统中各种电能质量扰动的性质、特征指标、产生原因、后果以及解决方法归纳于表1。
3 电能质量分析方法近年来,基于数字技术的各种分析方法已在以下的电能质量领域中得到广泛应用:(1)分析谐波在网络中的传播;(2)分析各种扰动源引起的波形畸变;(3)开发各种电能质量控制装置,分析它们在解决电能质量问题方面的作用。
按所采用的不同分析方法,这种技术主要可分为时域、频域和变换域3种。
3.1 时域仿真方法在3种方法中,时域仿真方法在电能质量分析中的应用最为广泛,其最主要的用途是利用各种时域仿真程序对电能质量问题中的各种暂态现象进行研究。
目前较通用的时域仿真程序主要有E M T P、E M TDC、N ETOM A C等系统暂态仿真程序和SP I CE、PSP I CE、SAB ER等电力电子仿真程序两大类。
由于电力系统主要由R、L、C等元件组成,这些程序在求解用微分方程描述的电力元件方程时,通常采用简单易行的变阶、变步长、隐式梯形积分法。
利用隐式可保证求解过程中的数值稳定,采用变阶、变步长技术可缩短迭代计算的时间。
采用时域仿真计算的缺点是仿真步长的选取决定了可模仿的最大频率范围,因此必须事先知道暂态过程的频率覆盖范围。
此外,在模仿开关的开合过程时,还会引起数值振荡。
因此,要采用相应技术以抑制发生数值振荡。
由表1可知,影响电能质量的暂态现象根据电第24卷第2期2000年2月 电 网 技 术Pow er System T echno logyV o l.24N o.2Feb. 2000流、电压的波形可分脉冲暂态和振荡暂态两种,它们主要是由雷击线路和投切电力设备引起的。
此外,伴随着暂态过程还会出现电压上升(s w ell)、下降(sag)、和闪变(flick)等现象。
因此,利用上列暂态仿真程序可在如下电能质量领域开展研究:(1)计算系统中出现的过电压,分析其对各种保表1 电能质量问题一览Tab.1 L ist of power qua lity proble m s类型扰动性质特征指标产生原因后果解决方法谐波稳态谐波频谱电压、电流波形非线性负载、固态开关负载设备过热、继电保护误动、设备绝缘破坏有源、无源滤波三相不对称稳态不平衡因子不对称负载设备过热、继电保护误动、通信干扰静止无功补偿陷波稳态持续时间、幅值调速驱动器计时器计时错误、通信干扰电容器、隔离电感器电压闪变稳态波动幅值、出现频率、调制频率电弧炉、电机起动伺服电机运行不正常静止无功补偿谐振暂态暂态波形、峰值、持续时间线路、负载和电容器组的投切设备绝缘破坏、损坏电力电子设备滤波器、隔离变压器、避雷器脉冲暂态暂态上升时间、峰值、持续时间闪电电击线路、感性电路开合设备绝缘破坏避雷器瞬时电压上升、瞬时电压下降暂态幅值、持续时间、瞬时值时间远端发生故障、电机起动设备停运、敏感负载不能正常运行不间断电源、动态电压恢复器噪声稳态暂态幅值、频谱不正常接地、固态开关负载微处理器控制设备不正常运行正确接地、滤波器护设备的影响;(2)分析电容器投切造成的暂态现象;(3)分析可控换流器换流造成的电压波形下陷(no tch ing);(4)分析电弧炉造成的电压闪变;(5)分析不正常接地引起的电能质量问题;(6)开发改善电能质量的新型电力电子控制器。
由于配电系统中电能质量问题的日益严重,而广大电力用户对电能质量的要求不断提高,研究和应用各种改善电能质量的电力电子控制器已成为当务之急。
利用暂态仿真程序对这些控制器及其控制策略进行仿真分析,将成为这些时域仿真程序在电能质量应用领域中最有发展前途的方法。
此外,由于E M T P等系统暂态仿真程序的不断发展,其功能日益强大,还可利用它们进行电力设备、元件的建模和电力系统的谐波分析。
3.2 频域分析方法频域分析方法主要用于电能质量中谐波问题的分析,包括频率扫描、谐波潮流计算等。
3.2.1 频率扫描在谐波分析中,线性网络可用式(1)表示。
I m=Y m U m m=1,2,…,h(1)式中 Y m为节点导纳矩阵;I m为注入电流源矢量; U m为节点电压矢量;m为谐波次数,其中,对应每个谐波频率的Y m都要单独生成。
通过向所需研究的节点注入幅值为1的电流,其余节点的注入电流置为零,求解式(1)所得的电压即为该节点的谐波输入阻抗和相应各节点间的转移阻抗。
当注入电流的频率在一定范围内变动时,可得相应谐波阻抗-频率的分布图,从图中曲线的谷值和峰值可确定该节点发生串、并联谐振的频率。
3.2.2 常规谐波潮流计算利用频域分析法还可进行谐波潮流计算,从而分析谐波在系统中的分布情况。
对应每个谐波频率,从各非线性负载电流中取出相应的分量组成注入电流矢量,代入式(1)即可求出各节点电压的相应频率分量。
将这些分量合成,又可得各节点电压的时域波形。
这种方法简单,适用于大多数情况,因此在实际谐波潮流计算中应用较多。
但在某些情况下,上述非线性负载模型的误差较大。
因此,又提出了一种改进方法,即将非线性负载电流表示为如式(2)所示的负载节点电压和负载控制变量的函数[2]。
I m=F(U1,U2,…,U h,C1,…,C k)m=1,2,…,h(2)式中 I1,I2,…,I h为非线性负载电流各次谐波分量;U1,U2,…,U h,为负载节点电压各次谐波分量; C1,…,C k为负载控制变量(逆变器触发角等变量)。
利用牛顿法联立求解式(1)(2)即可得各节点谐波电压。
3.2.3 混合谐波潮流计算由于用以上方法表示的非线性负载仍不能反映73第24卷第2期电 网 技 术其动态特性,因此近年来又提出一种更精确的方法——混合谐波潮流计算法[3]。
网络仍采用式(1)所示的模型,非线性负载则用微分方程描述。
求解时,先设定电压初值,利用E M T P等时域仿真程序对非线性负载进行仿真计算,直至稳态,可得各非线性负载新的各次谐波电流分量,形成各次谐波电流矢量,代入网络方程求解,又可得各次谐波节点电压矢量。
反复如上过程,直至网络方程收敛,并且所有非线性负载都处于稳态。
这种方法的优点是可详细考虑非线性负载控制系统的作用,因此可精确描述其动态特性。
缺点是计算量大,求解过程复杂。
3.3 基于变换的方法基于变换的方法主要指Fou rier变换方法、短时Fou rier变换方法以及近年来出现的小波变换方法。
3.3.1 Fou rier变换方法作为经典的信号分析方法Fou rier变换具有正交、完备等许多优点,而且有象FFT这样的快速算法,因此,已在电能质量分析领域中得到广泛应用。
但在运用FFT时,必须满足以下条件:(1)满足采样定理的要求,即采样频率必须是最高信号频率的两倍以上;(2)被分析的波形必须是稳态的、随时间周期变化的。
因此,当采样频率或信号不能满足上列条件时,利用FFT分析会产生“旁瓣”和“频谱泄漏”现象,给分析带来误差。
此外,由于FFT变换是对整个时间段的积分,时间信息得不到充分利用;信号的任何突变,其频谱将散布于整个频带。
3.3.2 短时Fou rier变换方法(ST FT)为解决上述问题,Gabo r利用加窗,提出了短时Fou rier变换方法,即将不平稳过程看成是一系列短时平稳过程的集合,将Fou rier变换用于不平稳信号的分析。
由于实际多尺度过程的分析要求时-频窗口具有自适应性,即高频时频窗大、时窗小,低频时频窗小、时窗大,而ST FT的时-频窗口则固定不变。
因此,它只适合于分析特征尺度大致相同的过程,不适合分析多尺度过程和突变过程。