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人民币棋牌

返回列表来源:发布ri期:2016-12-12 15:58:45浏览:

1.引言

电能zhi量是指通过公用电网供gei用户端的交流电能的zhi量。理想状态的公用电网应yiheng定的频率、biao准zheng弦波簍ou疃ǖ缪苟杂没Ч┑纭M保谌嘟涣飨低持校飨嗟缪购偷缌鞯姆鵽hi大xiao应相等、相位对称qie相差120度。danyou于系统中的发电机、变压器和线路等翡翠棋牌非线性或bu对称、负he性zhiduo变,加之调控手段bu完善及运xing操zuo、外来干扰和各种箂hou系仍颍庵掷硐胱刺u存在。因此,chan生liao电网运xing电力翡翠棋牌和供用电环节中的各种问题,也jiuchan生liao电能zhi量的概念。

改ge开放yi前,wo国工ye水平比jiaoluo后,zhi造ye工艺比jiao粗糙,高、精、尖方面的先进zhi造ye更是缺乏,因而,谐波引qi的影xiang与危害并bu明显,而电能zhi量问题更tibu到议shiri程。人们普遍认为,只yao能保zheng电网频率的zheng常yi及保zheng供电电压在一定fan围内,jiu等于保zhengliao电网的电能zhi量。ling外congwo国的电力系统供求关系来kan,80niandai之前处于计划簍ou倘本檬逼冢忻挥械绻┯没hi用是主yao问题,自然“电能zhi量”问题jiu无cong谈qi。

随着国民经济的发展,科xue技术的进步和生chan过程的高度讁uan痟ua,电网中各謟hi窍咝愿篽ebu断增长;各种复杂的、精密的,对电能zhi量敏感的用电翡翠棋牌yue来yueduo。随着计算机技术的riyi苲han埃罅炕诩扑慊低车目貁hi翡翠棋牌和电子zhuangzhibu仅对供电电能zhi量异常敏感,同时也加剧liao电能zhi量的进一步恶hua。

电力系统电能zhi量问题的chan生主yao有yixia几个原因[1][2]:

(1)电力系统元件存在的非线性问题

电力系统元件的非线性问题主yaobao括:发电机chan生的谐波;变压器chan生的谐波;直流shu电chan生的谐波。此外,还有变电站并联电容器补偿zhuangzhi等因素对谐波的影xiang。其中,直流shu电是目前电力系统最大的谐波源。

(2)非线性负he

在工ye和生活用电负载中,非线性负载zhan很大比li,这是电力系统谐波问题的主yao来源。电弧炉(bao括交流电弧炉和直流电弧炉)是主yao的非线性负载,它的谐波主yao是youqi弧的时yan和电弧的褁ian胤窍咝砸齫i的。居民生活负he中,荧光灯的伏安特性是褁ian胤窍咝缘模琱ui引qijiao为褁ian氐男巢ǖ缌鳎渲?次谐波的含量最高。大功聅hou骰虮淦祕huangzhi襜u醕han生褁ian氐男巢ǖ缌鳎缘缤靋heng褁ian匚踨an,同时也shi功率因shu降低。

(3)电力系统箂hou吸/p>

电力系统运xing的各种箂hou弦bu嵩靋heng电能zhi量问题,ru各种短路箂hou稀⒆匀辉趾Α⑷宋獁u操zuo、电网箂hou鲜狈⒌缁發i磁系统的工zuo状态的改变、箂hou媳;huangzhi中的电力电子翡翠棋牌的启动等du将造cheng各謟hi缒躾hi量问题。

电能zhi量问题bu仅仅关系到用电翡翠棋牌运xing的可靠性和安全性,而qie还关系到供用电shi场的guifanhua。它的chan生可能来詂ong诠┑绶降膕hu配电系统,也可能来詂ong谟没Ф说腷u合理用电,还可能来詂ong诶椎绲茸匀粁ian象。只有对电能zhi量进xing觴ingУ丶嗖獠舎ui对问题的chan生和影xiang有清chu的认识,这yang才能为电能zhi量的改善﹑供用电shuang方的xie调和供用电shi场的guifanti供zhen实依据,襶uan悴扇∮xingУ慕饩鯿uo施。在这yang的环境xia,探蘻hi缒躾hi量领域的相关理论及其控zhi技术,分析wo国电能zhi量管理和控zhi的发展qu势,具有xian实意义。

2.电能zhi羕ao嗖鈞ian状

2.1衡量电能zhi量的主yao指biao

you于所处立场bu同,关注电能zhi量的角度bu同,人们对电能zhi量的定义还未能达cheng完全的共识,dan是对其主yao技术指biaodu有jiao为一zhi的认识。主yao指biao为国家技术监督ju相继颁布的she及电能zhi量五个方面的国家biao准,即:供电电压詓hi砥睿┑绲缪乖shi聿ǘ蜕帘洌┑缛嗟缪乖shi韇u平衡度,公用电网谐波,yi及供电频率詓hi砥畹鹊闹竍iao限zhi。

(1)电压偏差(voltagedeviation):是电压xia跌(电压跌luo)和电压上sheng(电压隆qi)的总称。

(2)频率偏差(frequencydeviation):对频率zhi量的yao求全网相同,bu因用户而异,各国对于gai项偏差biao准du有相关gui定。

(3)电压三相bu平衡(unbalance):表xian为电压的最大偏yi与三相电压的平均zhichao过gui定的biao准。

(4)谐波和间谐波(harmonics&inter-harmonics):含有基波整shu倍频率的zheng蟳e缪gou虻缌鞒莆巢ā:谢ǚ钦鹲hu倍频率的zheng蟳e缪gou虻缌鞒莆湫巢ǎ瑇iao于基波频率的分shu次谐波也属于间谐波。

(5)电压波动和闪变(fluctuation&flicker):电压波动是指在baoluo线内的电压的觴ie嬖虮涠蚴欠鵽hi通常buchao出0.9~1.1倍电压fan围的一系列电压随机变hua。闪变则是指电压波动对照明灯的视觉影xiang。

此外IEEE第22biao准xie调weiyuanhui和其他国际weiyuanhuicong电压幅zhi和电压波xing两个方面采用11种指biao来衡量电能zhi量[3][4],其中电压幅zhi指biaobao括:断电(interruption)、电压xia跌(sag)、电压上sheng(swell)、shun时脉冲(impulse)、电压波动(fluctuation)与闪变(flicker)、电压切痕(notch)、过电压(over-voltage)、欠电压(under-voltage)、电压波xing指biaobao括:谐波(harmonic)、间谐波(inter-harmonic)、频率偏差(frequencydeviation)。

2.2电能zhi量控zhi策略与技术

2.2.1几謟hi缒躾hi量控zhi策略

①PID控zhi:这是应用最为guang泛的调节器控zhigui律,其结构jiandan、稳定性hao、工zuo可靠、调整方便,易于在工程中实xian。当bei控对象的结构和参shubu能完全掌握,或得bu到精确的shuxue模xing时,应用PID控zhi技术最为方便。其缺点是:xiang应有chao调,对系统参shu摄动和抗负载扰动能力jiao差。

②縵han涫噶靠貁hi:縵han涫噶靠貁hi也蕅ie恢謏iao为常gui的控zhi方法。其原理是:将基于三相静止坐biao系(abc)的交流量经过pai克变huan得到基于旋转坐biao系(dq)的直流量cong而实xian解耦控zhi。常gui的矢量控zhi方法一般采用DSP进xing处理,具有良hao的稳态性能与暂态性能。也可采用jianhua算法yi缩短实时运算时间。

③模hu逻辑控zhi:知道bei控对象精确的shuxue模xing是shi用经典控謕ing砺鄣?quot;频域法"和xiandai控謕ing砺鄣?ldquo;时域法”设计控zhi器的前ti条件。模hu控zhizuo为一种新的智能控zhi方法,无需对系统jian立精确的shuxue模xing。它通过模拟人的思维和语言中对模hu信息的表达和处理方式,对系统特征进xing模hu描述,来降低获取系统动态和静态特征量fu出的dai价。

④非线性鲁棒控zhi:chao导储能zhuangzhi(SMES)实际运xing蔮ei醩hou到各种bu萬anㄐ缘挠皒iang,因此可通过对SMES的萬anㄐ阅ing引入干扰,得到非线衴uan茁嘲裟ing。对此非线性模xing,既可应用反馈线性hua方法shi之全ju线性hua,再利用所有线性系统的控zhigui律进xing控zhi,也可直接采用鲁棒控謕ing砺凵杓瓶貁hi器。

2.2.2FACTS技术

FACTS,即基于电力电子控zhi技术的灵活交流shu电,是上蔿an?0niandaimo期you美国电力研究院(EPRI)ti出的。它通过控zhi电力系统的基本参shu来灵活控zhi系统潮流,shishu送容量更接近线路的re稳极限。采用FACTS技术的核心目的是加qiang交流shu电系统的可控性和增大其电力传shu能力。

目前有dai表性的FACTSzhuangzhi主yao有:可控串联补偿电容器、静止无功补偿器、晶闸管控zhi的串联tou切电容器、统一潮流控zhi器等。

2.2.3用户电力(CustomPower)技术

用户电力技术jiu是将电力电子技术、微处理机技术、讁uan貁hi技术等运用于中低压配电系统和用电系统中,其目的是加qiang配电系统的供电可靠性,并减xiao谐波畸变,改善电能zhi量。gai技术的核心器件IGBT比GTO具有更快的开关频率,并qie关断容量已达MVA级,因此DFACTSzhuangzhi具有更快的xiang应特性。

目前主yao的FACTSzhuangzhi有:有源聅hunㄆ?APF)、动态电裧ou指雌?DVR)、配电系统用静止无功补偿器(D-STATCOM)、gu态切huan开关(SSTS)等。

2.3电能zhi羕ao嗖鈠huangzhi

you于电能zhi量需yao监测的量很duo而qie大duo是高度畸变的,传统的方法是采用模拟信号的分析,监测bu同的电能zhi量指biaoshi用bu同的仪表。ru传统的测量电压和电流觴inghi的电压表、电流表,测量功率损hao的觴ieΡ怼⑽薰Ρ恚饬科德实钠德时恚褂xing巢ū怼⑷郻u平衡度计、电压波动和闪变仪[5]。此类仪器的bu足之处蕅iang杉嗖獾闹竍iao少,通用性差、精度jiao低、讁uan痟ua程度jiao低。

采用微处理器为核心的新一daishu讂hi揭潜硪裝eiguang泛应用,核心youDSP(DigitalSignalProceeding)所构cheng。一般du可和计算机相连,构chengshu据处理能力jiaoqiang的PC+DSP主cong式结构,具有显shi、存储、通信、人机对话等功能。对一个站点进xing监测,有jiaohao的效果。

目前电能zhi羕ao嗖怍浯淦迮频姆⒄筿u势倾向于采用yongjiu性的gu定翡翠棋牌对xian场shu据进xing在线监测,对于gu定电能zhi羕ao嗖怍浯淦迮贫裕鑩ao综合kao虑cheng本和性能进xing专men的研zhi。基于微处理器的智能hua电能zhi量在线监测翡翠棋牌采用嵌入蔶iao低澈蛃hu字信号处理技术在设计上具有在线监测、智能hua、网luohua、实时性hao和cheng本低的特点。基于shuangCPU的嵌入蔶iao低辰度胧紻SP处理器和嵌入式微控zhi器相结合,通过2个CPU扩chong系统资源,共同分dan系统负he,同时DSPzuo为高速处理器件也利于保zheng系统的实时性。这种shuangCPU系统结构和DSP的高速处理能力对于保zheng系统实xian在线监测、智能hua、网luohua等莐an蠊δ芏謆u牺牲实时性qi到liao关键zuo用。它具有在线监测、精度高、sheng级潜力大、实时性hao、体积xiao、cheng本低的特点,既适用于xian场的测量分析,也适用于长期的在线监测。

2.4电能zhi量分析方法

电力系统中的各种扰动引qi的电能zhi量问题主yao可分为稳态shi件和暂态shi件两大类。稳态电能zhi量问题yi波xing畸变为特征,主yaobao括谐波、间谐波、波xingxia陷及zao声等;暂态shi件通常蕅ie云灯缀驮萏中奔湮卣鳎煞治龀逶萏驼竦丛萏酱罄郲6]。

电能zhi量的分析方法主yao有时域仿zhen法、频域分析方法和基于变huan的方法。

1时域仿zhen法

时域仿zhen方法在电能zhi量分析中的应用最为guang泛,其最主yao的用途是利用各謟hi庇蚍聑hen程序对电能zhi量问题中的各种暂态xian象进xing研究。对于电压xia跌、电压上sheng、电压中断等觴ie氐缒躾hi量暂态问题,you于其持续时间短、发生时间bu萬anā⒍云涤蚍治鰐i出liaojiao高的yao求,jiaoduo采用时域仿zhen方法。

目前EMTP、EMTDC、NETOMAC等系统暂态仿zhen程序[7]和SPICE、PSPICE、SABER等电力电子仿zhen程序在研究中得到liaoguang泛的应用,有的已经bei做cheng商yeruan件。

采用时域仿zhen计算的缺点是仿zhen步长的选取决定liao可模拟的最大频率fan围,因此必xushi先知道暂态过程的频率fu盖fan围。此外,在模拟开关的开合过程时,籫ou嵋齫ishuzhi振荡。

2频域分析法

频域分析方法主yao用于电能zhi量稳态问题。眗e缧巢ā⒌缪共ǘ蜕帘洹⑷郻u平衡等。相对于暂态问题,此类shi件具有变hua相对jiao慢、持续shi件jiao长等特点。对称分量法是最常用的方法。它的优点是概念清晰、jian模jiandan、算法cheng熟,danhao时长。

频域分析方法主yaobao括频率sao描、谐波潮流计算和混合谐波潮流计算等,gai方法duo用于电能zhi量謝ing巢ㄎ侍獾姆治觥Ⅻ/p>

频率sao描和谐波潮流计算在穋ong撤窍咝愿涸囟匦苑矫嬗幸欢╦u限性,因此混合谐波潮流计算法在近些nian中发展qi来。其优点蕅iang上晗竗ao虑非线性负载控zhi系统的zuo用,因此可精确描述其动态特性。缺点是计算羕an螅蠼夤谈丛印Ⅻ/p>

3基于变huan的方法

在电能zhi量分析领域謝ie惴河τ玫幕诒鋒uan的方法主yao有复立叶变huan、神经网luo、er次变huan、xiao波变huan和Prony分析等5謟hi椒āⅫ/p>

(1)傅立叶变huan

傅立叶变huan是电能zhi量分析领域中的基本方法,傅立叶变huan的优点是算法快速jiandan。dan其缺点也很duo:

①虽然能gou将信号的时域特征和频域特征联系qi来观察,danbu能将er者有机地结合qi来。

②只能适应于萬anㄐ缘钠轿刃藕?ru谐波),对时变非平稳信号难yichong穤hi枋觥Ⅻ/p>

③短时傅立叶变huan(STFT)的li散xing式没有zheng交展开,难yi实xian高效算法;只适合于分析特征chi度大zhi相同的过程,bu适合分析duochi度过程和突变过程。

④快速傅立叶变huan(FFT)变huan的时间信息利用buchong分,任何信号冲突duhui导zhi整个频带的频苲i⒉畸在bu满足前ti条件时,huichan生“旁瓣”和“频谱xie露”xian象。

傅立叶变huan是经典的频谱分析和信号处理方法。其对含有短时高频分量与长时间低频分量的电能zhi量信号分析具有一定的ju限性。目前经改进的快速傅立叶变huan(FFT)和(STFT)已经cheng为电能zhi量分析的基础。

(2)神经网luo法

神经网luo理论是ju量信息并xing处理和大gui模平xing计算的基础,它既是高度非线衴uanue系统,觶hi亲允视u织系统,可用来描述葂ian⒕霾呒翱貁hi的智能衳ingⅫ/p>

神经网luo法的优点是:可处理duoshu入-duoshu出系统,具有自xue习、自适应等特点;bu必jian立精确shuxue模xing,只kao虑shu入shu出关系即可。

缺点是:存在ju瞜ao玿iao问题,hui出xianju部shoulian,影xiang系统的控zhi精度;理想的训练yang本ti取困难,影xiang网luo的训练速度和训练zhi量;网luo结构bu易优hua。

(3)er次变huan法

er次变huan蕅ie恢只谀芰拷嵌壤磌ao虑的新的时域变huan方法。gai方法的基本原理是用时间和频率的shuang线性函shu来表shi信号的能量函shu。

er次变huan的优点是:可yi准确地检测到信号发生尖锐变hua的时刻;精确测量基波和谐波分量的幅zhi。缺点是:无法准确地筶an圃夹藕诺男巢ǚ至糠鵽hi;bu具有时域分析功能。

(4)xiao波分析法

xiao波变huan是近nian来兴qi的一种算法,you于具有时域ju部hua的优点,特别适合于突变信号和bu萬anㄐ藕诺姆治觥D壳肮谕庖丫xing韉uo文献应用xiao波变huan对谐波监测[8]、电磁暂态波xing分析、电力系统扰动jian模等电能zhi量问题进xingliao研究。

xiao波变huan蕅ie恢謉uochi度分析shu字技术,它通过对时间序義ie蘡ong低分bian率到高分bian率的分析,显shi过程变hua的整体特征和ju部变hua衳ingⅫ/p>

常用的xiao波基函shu有:Daubechiesxiao波、Bxiao波、Morletxiao波、Meyerxiao波等。

xiao波变huan的优点是:具有时-频ju部hua的特点,特别适合突变信号和bu平稳信号分析;可襶uan孕藕沤鴛ing去zao、识别和shu据压缩、还原等。

缺点是:在实时系统中运算量jiao大,需yao采用DSP等高价ge的高速芯片;xiao波分析有“边缘效应”,边界shu据处理huizhan用jiaoduo时间,并带来一定wu差。

(5)Prony分析法

Prony分析衰减的思想类似于xiao波。在gai方法中,信号总是bei认为可yiyou一系列的衰减的zheng弦波构cheng,这些衰减zheng弦波类似于xiao波函shu。所yiProny分析方法和xiao波一yang,可yi做duochi度的信号分析。Prony分析的主yao缺点是计算时间过长。

3.电能zhi羕ao嗖夥治稣雇?/p>

电能zhi量的分析和监测蕅ie桓龈丛拥南低彻こ獭K杓频降缌ο低场⒆yuan貁hi、xiandai通信等duo个方面。目前乃至今后一段时间内,它在发展中yao解决yixia几方面的问题[9]:

(1)基础理论的研究

电能zhi量基础理论研究是对其眏u式鴛ing深入研究的基础,bao括统一的畸变波xingxing电能zhi量的含义,各功率cheng穤hi亩ㄒ濉han生机理、苐an厶逑档难芯浚拔锢硪庖澹苮ue的计算方法研究等。目前为适应bu同的需yaoti出许duo的定义方法。各方法在shuxue表达式、物理意义、jian立模xing及实施方面各有所长,danjuli理论上和实际上的统一并易于接shou的表达式shang有一定的差ju,无法对电能zhi量做出综合的分析和ping估。这一理论的短缺无疑将huizu碍对电能zhi量进一步的深入研究。

(2)新xing算法的开发

随着近daishuxue和人工智能技术的xun速发展及大量跨xue科、跨专ye交叉理论的出xian,电能zhi量分析的模xing、方法和手段呈xian出qiang羪e膁uoyang性,ru何yi更科xue、更先进的模xing来分析电能zhi量,改善其对电网的影xiang,也是电能zhi量研究领域内bu可忽视的核心所在。jiu目前电能zhi量的研究情况来kan,xiao波分析、模hushuxue的方法、神经网luo方法、遗传算法及交叉技术将cheng为今后电能zhi量新算法研究的主流穓iao颉?捎τ媚ushuxue方法jian立精确shuxue模xing,应用xiao波变huan对扰动shu据进xingbian识、分类和原因分析,应用模hu-神经网luo方法萬anㄓxing畔⒌拇玸hu、存储。这些理论的推出及其ri渐cheng熟对电能zhi量研究领域cong算法本身到算法的适用领域、算法性能的改善等各方面chan生深yuan的影xiang。

(3)电能zhi羕ao嗖獾耐鴏uohua、智能hua

xiandai电网gui模yue来yue大,监测点yue来yueduo,未来电能zhi量的监测bu仅ju限于某一点,而蕅ie祒ian同一供电系统、bu同地点的电能zhi羕ao嗖猓瑂hen至实xianduo个bu同供电系统的集中监测。在功能上,更qiang调智能hua,除具有计算、显shi等功能外,还yao有一定的判断、分析、决策等功能,ru能进xingshi件预测、箂hou蟗ian识、干扰源识别和实时控zhi,初步具有讁uan氖涤孟冉募扑阒悄躳ing估功能。

电能zhi量分析及及其监测蕅ie桓鰆iao复杂的问题,ru何合理、全面地分析处理各种干扰源,chong分将计算机技术和网luo技术为电能zhi量分析与监测所用,du是应注意的问题。同时电能zhi羕ao嗖獾姆⒄筿u势对监测系统在功能上ti出liao更高的yao求,也表明这一应用领域的研究需yaoduo种技术的相互融合和各个领域的密切合zuo。

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