風(fēng)電變流器輸出電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法研究

【摘要】： 由于風(fēng)電的隨機(jī)性、無功的補(bǔ)償、風(fēng)電機(jī)組在連續(xù)運(yùn)行或者切換操作等可能會(huì)引起電壓波動(dòng)和閃變等問題。而且,風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)普遍采用了基于變流器的變速恒頻技術(shù),這也導(dǎo)致了大量高次諧波注入電網(wǎng),對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行帶來了嚴(yán)重的影響。因此,研究風(fēng)電變流器輸出電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)技術(shù),對(duì)優(yōu)化風(fēng)電廠操作、提高風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量具有較大的實(shí)際意義。 本文以永磁同步發(fā)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電變流器輸出波形為研究對(duì)象,以電能質(zhì)量指標(biāo)為依據(jù)研究了風(fēng)電變流器的運(yùn)行狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)技術(shù),包括: 1)建立了永磁同步發(fā)電機(jī)風(fēng)力發(fā)電變流器的matlab模型,通過仿真驗(yàn)證模型的正確性;以該模型輸出波形為對(duì)象,提出了適合風(fēng)電變流器電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)的電參數(shù)、諧波參數(shù)、功率參數(shù)、閃變檢測(cè)參數(shù)的計(jì)算方法。 2)設(shè)計(jì)了一種基于二抽取的形態(tài)學(xué)濾波器用于對(duì)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。波形數(shù)據(jù)通過固定結(jié)構(gòu)元素的形態(tài)學(xué)濾波器后對(duì)其進(jìn)行二抽取,從本質(zhì)上擴(kuò)大了結(jié)構(gòu)元素的寬度,又提高了濾波精度;研究了基于形態(tài)梯度閾值的故障信號(hào)檢測(cè)方法,實(shí)現(xiàn)了電壓、電流波形變化趨勢(shì)發(fā)生突變的實(shí)時(shí)檢測(cè),仿真結(jié)果證明了方法的有效性。 3)為解決電能質(zhì)量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸?shù)拇髷?shù)據(jù)量問題,提出了基于DCT的平均能量閾值的電能質(zhì)量壓縮方法,將一維電能質(zhì)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成二維數(shù)據(jù),并對(duì)其進(jìn)行分塊DCT處理,將DCT系數(shù)矩陣按照能量級(jí)別相同進(jìn)行重排,通過計(jì)算分塊矩陣的平均能量,然后通過設(shè)定閾值的方法舍棄一部分系數(shù),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮,通過實(shí)驗(yàn)仿真證實(shí)了其壓縮效率高。 最后,設(shè)計(jì)了基于TMS320F2812+Atmage64的雙CPU結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng),進(jìn)行了電能質(zhì)量的三相電壓、電流的監(jiān)控,開發(fā)了上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)了電能質(zhì)量波形數(shù)據(jù)分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明設(shè)計(jì)方案的有效性。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 電能質(zhì)量 變流器 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué) 數(shù)據(jù)壓縮
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TM46
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-6
• 目錄6-8
• 第一章 緒論8-15
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)9-11
• 1.2.2 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)11-12
• 1.2.3 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)算法12-14
• 1.3 本文主要的研究工作14-15
• 第二章 風(fēng)力發(fā)電變流系統(tǒng)及其電能質(zhì)量參數(shù)15-32
• 2.1 風(fēng)電變流系統(tǒng)15-18
• 2.1.1 變速恒頻風(fēng)電變流系統(tǒng)15-16
• 2.1.2 并網(wǎng)逆變電路的仿真模型16-17
• 2.1.3 并網(wǎng)逆變電路的仿真結(jié)果與分析17-18
• 2.2 電能質(zhì)量指標(biāo)18-19
• 2.3 電參量計(jì)算19-22
• 2.3.1 有效值計(jì)算19
• 2.3.2 電壓、電流參數(shù)19-21
• 2.3.3 頻率測(cè)量21-22
• 2.4 諧波參數(shù)22-29
• 2.4.1 傅立葉級(jí)數(shù)22-24
• 2.4.2 從DC到50th的每次電壓、電流諧波的有效值24-25
• 2.4.3 諧波功率25
• 2.4.4 諧波畸變率25-29
• 2.5 功率參數(shù)29-31
• 2.5.1 單相平均功率參數(shù)29-30
• 2.5.2 總功率參數(shù)30-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第三章 基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的濾波器設(shè)計(jì)與畸變波形檢測(cè)32-42
• 3.1 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)32-33
• 3.2 基于二抽取的形態(tài)學(xué)低通濾波器33-38
• 3.2.1 總體設(shè)計(jì)33-34
• 3.2.2 結(jié)構(gòu)元素34-35
• 3.2.3 二抽取以及插值35-36
• 3.2.4 仿真與分析36-38
• 3.3 形態(tài)梯度故障檢測(cè)38-40
• 3.3.1 形態(tài)梯度38-39
• 3.3.2 奇異點(diǎn)檢測(cè)39-40
• 3.4 形態(tài)學(xué)算法速度對(duì)比分析40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第四章 基于DCT的平均能量閾值的電能質(zhì)量壓縮方法42-52
• 4.1 離散余弦變換(DCT)42-43
• 4.2 數(shù)據(jù)壓縮算法43-47
• 4.3 數(shù)據(jù)重構(gòu)和算法評(píng)估47-49
• 4.3.1 數(shù)據(jù)重構(gòu)47-48
• 4.3.2 算法評(píng)估48-49
• 4.4 仿真實(shí)例49-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第五章 電能質(zhì)量分析平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)52-70
• 5.1 系統(tǒng)概述52
• 5.2 硬件設(shè)計(jì)52-57
• 5.2.1 硬件總統(tǒng)設(shè)計(jì)52-53
• 5.2.2 傳感器53-54
• 5.2.3 調(diào)理電路54-55
• 5.2.4 TMS320F2812核心電路55-56
• 5.2.5 以太網(wǎng)接口56-57
• 5.3 DSP軟件設(shè)計(jì)57-59
• 5.4 單片機(jī)軟件59-63
• 5.4.1 以太網(wǎng)軟件59-61
• 5.4.2 顯示程序61
• 5.4.3 SPI通信61-63
• 5.5 系統(tǒng)調(diào)試63-70
• 5.5.1 硬件63-64
• 5.5.2 電能質(zhì)量監(jiān)控軟件64-66
• 5.5.3 電能質(zhì)量分析軟件界面66-70
• 第六章 結(jié)論與展望70-71
• 6.1 結(jié)論70
• 6.2 展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-77
• 致謝77-78
• 攻讀學(xué)位期間的主要研究成果78

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繼電保護(hù)測(cè)試儀檢定裝置的研究與實(shí)現(xiàn)    王磊

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基于電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量檢測(cè)與分析    李建軍

基于DSP的多功能配電變壓器監(jiān)測(cè)終端的設(shè)計(jì)    鄭品

風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航控制系統(tǒng)的研究    金長(zhǎng)生

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小波變換用于信號(hào)消噪    楊軍,姚家奕,張淑清

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基于DFT諧波檢測(cè)方法的大容量并聯(lián)型有源電力濾波器的研制    雷萬鈞,李紅雨,卓放,吳隆輝,王兆安,林烽,紀(jì)勇

輸電線路暫態(tài)電流行波的故障特征及其小波分析    董新洲,葛耀中,徐丙垠

采用小波多分辨率信號(hào)分解的電能質(zhì)量檢測(cè)    周文暉,李青,周兆經(jīng)

用小波變換提取高壓變壓器局部放電脈沖的研究    王祁，鐘升，孟凡振

DSP和小波理論在電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用    祝純,鄭競(jìng)宏,朱守真,武鏡海,朱炯

基于小波變換的行波故障選相研究第1部分理論基礎(chǔ)    董新洲,賀家李,葛耀中,徐丙垠

基于小波變換的行波故障選相研究第2部分仿真試驗(yàn)結(jié)果    董新洲,賀家李,葛耀中,徐丙根

小波變換在電能質(zhì)量分析中的應(yīng)用    徐永海,肖湘寧,楊以涵,陳學(xué)允

    李善同　何建武　李笑蓉

電網(wǎng)智能保護(hù)新技術(shù)的研究    焦邵華

具有LCL濾波器的網(wǎng)側(cè)變流器多環(huán)控制    張興;邵文昌;楊淑英;謝震;曹仁賢;

海工大成功研制風(fēng)力發(fā)電核心部件    

風(fēng)力發(fā)電逆變系統(tǒng)電磁干擾分析    張勝;金結(jié)紅;

信息之窗    

改進(jìn)數(shù)學(xué)形態(tài)方法及其在電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用    歐陽森

供電電能質(zhì)量監(jiān)督管理模式研究    于希娟;趙永強(qiáng);蔡伯華;

基于網(wǎng)絡(luò)的用戶側(cè)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)儀設(shè)計(jì)    王賓,潘貞存

風(fēng)力發(fā)電在英國(guó)引起的風(fēng)波    

東北風(fēng)力發(fā)電前景喜人    

借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn) 加快開發(fā)風(fēng)力發(fā)電    劉立新,王允杰

基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)變流器故障診斷方法    郭洪澈;

雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)低壓穿越的運(yùn)行與仿真    王佳;章躍進(jìn);

利用清潔發(fā)展機(jī)制促進(jìn)我國(guó)風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展    張希良;汪婧;顧樹華;

德國(guó)大力開發(fā)海上風(fēng)力發(fā)電    

移動(dòng)式風(fēng)力發(fā)電法簡(jiǎn)述    娜日斯;

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)抗干擾信號(hào)的分析    陳潔;

國(guó)外海上風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀    黃維平;尚景宏;王建豐;

淺談風(fēng)力發(fā)電鑄件的鑄造工藝    曾小弟;

山西風(fēng)電    張向東;

大力開發(fā)風(fēng)力資源 切實(shí)保護(hù)湖區(qū)生態(tài)環(huán)境    王正寬;王啟和;

我省首個(gè)風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目在都昌開工    記者 張雷

全球風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速    徐惠喜

我國(guó)研制出3.0兆瓦風(fēng)電機(jī)組    高亮 和平

上海決定發(fā)展風(fēng)力發(fā)電    蔣心和

利用風(fēng)能挑戰(zhàn)火力發(fā)電    金兆元

ABB拿下荷蘭風(fēng)電項(xiàng)目大單    許金晶

甘肅自主創(chuàng)新瞄準(zhǔn)風(fēng)力發(fā)電    

?？诠?jié)能新嘗試風(fēng)力發(fā)電路燈亮相街頭    周元

右玉風(fēng)能開發(fā)一再升溫    李久標(biāo) 王新世

風(fēng)能開發(fā)漸成右玉新熱點(diǎn)    通訊員 王新世

雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中雙變流器優(yōu)化聯(lián)合控制    賈俊川

兆瓦級(jí)雙饋式三電平風(fēng)電變流器關(guān)鍵技術(shù)研究    李淵

雙饋型風(fēng)力發(fā)電變流器及其控制    楊淑英

雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)變流器控制的相關(guān)研究    戰(zhàn)亮宇

低速永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電變流器若干關(guān)鍵技術(shù)研究    楊恩星

永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)分布式直流并網(wǎng)變流器的研究與實(shí)現(xiàn)    張洪陽

數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)連通性理論及應(yīng)用研究    才輝

基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的木質(zhì)材料實(shí)時(shí)無損檢測(cè)研究    孔超

永磁同步直驅(qū)型全功率風(fēng)機(jī)變流器及其控制    汪令祥

變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制技術(shù)研究    林成武

小型風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)變流器的控制研究    喻莉

小型單相并網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電變流器的研究    馮其塔

直驅(qū)同步風(fēng)力發(fā)電變流器控制研究    劉繼宗

基于CAN總線的風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)與優(yōu)化    李建華

風(fēng)力發(fā)電中電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究    汪永智

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組網(wǎng)側(cè)變流裝置的研究    徐陽

風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)側(cè)T型濾波器的設(shè)計(jì)及控制策略研究    邢介宇

風(fēng)電質(zhì)量DSP監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)    王輝艷

風(fēng)電變流器輸出電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)方法研究    林勇

嵌入式電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究    鄭豐