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电能质量专家系统构建及谐波治理方法研究

作　者: 王东芳
导　师: 刘前进; 刘昆
学　校: 华南理工大学
专　业: 电气工程
关键词: 电能质量专家系统谐波抑制无谐波检测直接功率控制
分类号: TM76
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

近年来，随着电力系统容量不断扩大，各种分布式发电单元逐步接入电网，同时各种非线性负荷、冲击性负荷的使用不断增加，造成电网电能质量日益恶化，而各种精密电子设备对电压扰动敏感性有增无减，使用户对电能质量的要求也越来越高。而现有的电能质量监测与治理技术已经难以满足实际应用的要求。为此本文研究了基于专家系统的电能质量监测与治理体系，可以有效降低电能质量装置容量和成本，解决现场运行中对电能质量问题控制等主要凭借运行人员的经验容易造成盲目性的问题，从而实现了对电网电能质量治理的高效、智能控制和优化决策。首先，综合了目前电网中存在的各种电能质量问题，阐述了各种电能质量问题的产生机理；分析了电网中主要污染源的特点，建立了相应的数学模型；根据各种电能质量问题与大电网的作用机理，给出了相应的治理方案。并且相关的研究内容为后面的电能质量专家系统的构建提供了知识库基础。其次，重点研究了电能质量中的谐波问题及其抑制技术，分析了有源滤波器和无源滤波器的控制方法和设计方法。提出了一种基于无谐波检测的有源电力滤波器直接功率控制新方法，该算法比常规控制方法具有更高的精度和可靠性，并且可以有效降低成本。并通过仿真验证了算法的正确性和可行性。最后，从专家系统理论出发，分析了专家系统在电能质量监测和治理中应用的可行性和优越性；分别从知识库、数据库、推理机、解释机制和知识获取等方面对电能质量专家系统的实施方案进行了分析和讨论；建立了谐波源和谐波治理装置知识库，搭建了电力谐波监测和治理专家系统模型。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-15
  1.1 研究背景及意义  9-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
    1.2.1 电能质量控制研究现状  11-12
    1.2.2 电能质量谐波治理的研究现状  12-13
  1.3 研究内容与章节安排  13-15
第二章电能质量问题分析与治理  15-23
  2.1 电能质量定义和分类  15-18
    2.1.1 电能质量的定义  15-16
    2.1.2 电能质量的分类  16-18
  2.2 电能质量问题的产生机理和危害  18-20
    2.2.1 电压暂降问题  18-19
    2.2.2 电压波动与闪变  19
    2.2.3 谐波问题  19-20
  2.3 电能质量治理措施  20-22
    2.3.1 电压暂降问题的控制措施与方法  20
    2.3.2 电压波动与闪变治理方法  20-21
    2.3.3 谐波问题的抑制措施与方法  21-22
  2.4 本章小结  22-23
第三章电力谐波检测与治理  23-41
  3.1 电力谐波检测算法  23-25
  3.2 无源滤波器设计  25-27
  3.3 有源滤波器直接功率控制  27-36
    3.3.1 并联型 APF 谐波补偿原理  28-29
    3.3.2 基于 P-Q 谐波检测的 APF 直接功率控制  29-30
    3.3.3 基于无谐波检测的 APF 直接功率控制  30-31
    3.3.4 控制系统优化设计  31-36
  3.4 仿真分析  36-40
  3.5 本章小结  40-41
第四章电能质量谐波治理专家系统构想  41-52
  4.1 专家系统基本理论  41-47
    4.1.1 专家系统的构成  41-42
    4.1.2 知识库  42-43
    4.1.3 数据库  43-45
    4.1.4 推理机  45-46
    4.1.5 解释器  46
    4.1.6 人机交互界面  46-47
  4.2 基于专家系统的谐波抑制系统  47-49
    4.2.1 电能质量知识库建立  48-49
    4.2.2 推理机的建立  49
  4.3 人机交互界面设计  49-51
    4.3.1 解释机制  50
    4.3.2 学习功能  50-51
  4.4 本章小结  51-52
第五章总结与展望  52-54
  5.1 结论  52
  5.2 展望  52-54
参考文献  54-59
攻读硕士学位期间取得的研究成果  59-60
致谢  60-61
附件  61

电能质量专家系统构建及谐波治理方法研究

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