1绪论的07级例子 - 图文(2)

中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩

答 辩 情 况 回 答 问 题 提 出 问 题 正 确 基本 正确 有一般性错误 有原则性错误 没有 回答 答辩委员会评语及建议成绩： 答辩委员会主任签字： 年 月 日 学院领导小组综合评定成绩： 学院领导小组负责人： 年 月 日

摘 要

近年来，电压暂降已经成为电能质量扰动最为关注的话题。电压暂降源的定位对电能质量故障检测、诊断及缓和策略的制定十分必要，同时可以公平地解决电力市场环境下电力部门与用户之间的纠纷，建立相关标准。国内外对于电压暂降已经有一些研究成果，但是对于电压暂降源的定位只做了少量工作。

本文首先总结电压暂降源定位的研究现状。然后阐述了有关电压暂降的定义、不同原因造成电压暂降的特点、对用电负荷的危害和目前有关电压暂降的治理措施。接着阐述现有电压暂降源定位的方法：基于扰动能量和扰动功率的方法，采用判定系统轨迹斜率的方法，基于电流实部极性定位方法，基于等效阻抗实部的方法和基于不同故障类型的方法。最后采用MATLAB软件的SimPowerSystem工具箱搭建系统模型，分别对出现的三相短路、单相接地、两相短路和两相短路接地四种故障进行仿真，运用四种方法对以上暂降源进行定位，并对四种方法进行分析。仿真结果表明现存方法在实际应用上满意度有欠缺。因此对应用监测处电压电流正、负、零序分量来定位做了展望，这个思路应该有更广阔的空间。

关键字：电压暂降； 暂降源定位； 仿真分析

ABSTRACT

Voltage sag has become the most concerned power quality disturbance in recent years. Voltage sag source location is necessary for PQ fault detection、diagnosis and the formulation of mitigation strategies, furthermore, the disputes among power sector and custormers can be resolved fairly in power market enviroment. To date, some work about voltage sag has been established at home and abroad, but little work has been reported on locating the origins of voltage sags.

Firstly, this paper summarises the current situation of the development of voltage sag source location. Then it describes the definition for voltage sag, characteristics of sags in different causes, the harms to electricity loads and the current governance measures. It also describes the existing methods of voltage sag source location. To locate it based on the disturbance energy and disturbance power, investigating slope of the system trajectory, based on current real component, based on real part of the equivalent impedance and based on different fault types. Finally, using SimPowerSystem toolbox of MATLAB software sets up system model. The three-phase short circuit, single phase ground, tow-phase short-circuit and tow-phase short-circuit ground fault are simulated in the sysytem and using the four methods to locate the voltage sag source. The simulation results and analysis indicate that the existing methods are not always in our expection. So applying the positive、negtive and zero components of the current and voltage of the monitor to locate voltage sag source should be have a bright future.

Keywords:voltage sag; voltage sag source location; simulation analysis

目 录

1 绪论 ...................................................................... 1

1.1背景和意义 ........................................................... 1 1.2研究现状 ............................................................. 2 1.3本文主要任务 ......................................................... 3 2 电压暂降 .................................................................. 3

2.1电压暂降概念 ......................................................... 3 2.2不同原因引起电压暂降特点 ............................................. 4

2.2.1短路故障引起的电压暂降 ......................................... 4 2.2.2电动机启动引起的电压暂降 ....................................... 5 2.2.3变压器投运引起的电压暂降 ....................................... 6 2.3电压暂降的危害 ....................................................... 6 2.4电压暂降问题的治理手段与现状 ......................................... 8 2.5本章小结 ............................................................. 9 3 现有电压暂降源定位方法 .................................................... 9

3.1基于扰动能量和扰动功率的定位方法 ..................................... 9 3.2基于判定系统轨迹斜率的方法 .......................................... 10 3.3基于电流实部极性定位法 .............................................. 12 3.4基于等效阻抗实部极性的判定方法 ...................................... 13 3.5基于不同故障类型的方法 .............................................. 17 3.6本章小结 ............................................................ 18 4 MATLAB仿真分析 ........................................................ 18 4.1系统模型 ............................................................ 18

4.1.1MATLAB/SIMULINK概述 ........................................ 18 4.1.2仿真系统图 .................................................... 19 4.2基于扰动能量和扰动功率方法的仿真分析 ................................ 19

4.2.1仿真结果 ...................................................... 19 4.2.2分析 .......................................................... 22 4.3基于判定系统轨迹斜率方法的仿真分析 .................................. 24

4.3.1仿真结果 ...................................................... 24 4.3.2分析 .......................................................... 26 4.4基于电流实部法的仿真分析 ............................................ 27

4.4.1仿真结果 ...................................................... 27 4.4.2分析 .......................................................... 30 4.5基于等效阻抗实部定位方法仿真分析 .................................... 31

4.5.1仿真结果 ...................................................... 31 4.5.2分析 .......................................................... 32 4.6本章小结 ............................................................ 33 5 结论 ..................................................................... 34 参考文献 ................................................................... 35 翻译部分 ................................................................... 36 致 谢 ..................................................................... 55

中国矿业大学2011届本科生毕业设计 第1页

1 绪论

1.1背景和意义

随着社会经济的高速发展，电力工业逐步成为衡量一个国家发展水平的重要指标，同时电能作为一种特殊的商品走进市场无疑也应讲求质量[1]。供电电源质量下降影响到用电设备正常工作的问题，在电力供应开始就引起了关注，由此产生电能质量的概念。 由于工业领域的各个行业对电能质量认识上的不同和使用名词上的不统一，长期以来人们在描述各种各样电压和电流干扰电力供应及电气设备正常工作的电磁现象时，所提出的专业名词很不准确，影响了电能质量工作的开展。迄今电能质量的定义概括起来有以下三种1：

定义一：合格的电能质量是指，提供给敏感设备的电力和为其设置的接地系统均适合于该设备正常工作。

定义二：造成用电设备故障或误动作的任何电力问题都是电能质量问题，其表现为电压、电流或频率的偏差。

定义三：电能质量就是电压质量，合格的电能质量应当是恒定频率和恒定幅值的正弦波形电压与连续供电。

因此电能质量可定义为：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率偏差，其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、暂时或瞬态过电压、波形畸变、电压暂降与短时间中断以及供电连续性等。引起电能质量的原因是多方面的，深入分析和研究电能质量问题，有效的找出扰动源，对于明确责任和对电能质量进行治理，具有重要意义。

随着时代进步和科技发展，电网与负荷构成出现了新的变化趋势。20世纪80年代以来，数字式自动控制技术在工业生产中得到大规模的应用，如变频调速设备、可编程逻辑控制器、各种自动生产线以及微处理器等敏感性设备大量使用，对供电系统电能质量提出了更高的要求。由于它们和传统设备相比，更容易受到电压暂降的影响，几个周期的电压暂降都会影响这些设备的正常工作，甚至导致跳闸或生产停顿，造成巨大的经济损失。据欧美电力部门近年来统计，由于电压暂降引起的用户投诉占整个电能质量问题的80%以上，而由谐波、开关操作过电压等引起的电能质量问题投诉数量所占不到20%1。电压暂降已上升为重要的电能质量问题。

在电力市场环境下，供用电双方的相互影响越来越大。电力企业之间的市场竞争理念得到加强，与此同时也极大促进了电力用户开始关注和认识电能质量问题。越来越多的电力用户根据自身需要向电力部门提出了高质量供电的要求，甚至有选择的通过签定供用电合同和质量协议加以保证。一直以来，电压暂降问题在用户和电力公司之间存在着分歧。用户认为这些问题是由电力系统中的故障造成，是电力公司的责任；而电力公司认为用户的用电设备太敏感，电力系统不可能设计成无扰动的[2]。现在几乎没有规程来解决这些争议。因此深入分析研究电能质量问题，深入探求一定条件下电能质量问题发生原因，明确责任和义务，同样也是电力工业适应市场竞争和可持续发展所必须的。

电压暂降源的检测包括暂降源的定位和识别。电压暂降源的检测对电能质量故障检测、诊断及缓和策略的制订十分必要。准确的识别以及电压暂降源位置的确定，不但有助于评估区域配电系统和选择合理的治理措施，而且可以作为电力市场环境下电力部门与用户之间协调纠纷的重要依据，同时相关的电能质量问题能得到顺利的解决，电力部门和用

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