基于LabVIEW的风电电能质量分析

【摘要】：目前,我国越来越多的大中型风电场相继建成并投入运行。风电并入电网会影响电网电能质量,主要集中在电压偏差、频率偏差、谐波、三相不平衡度及电压波动和闪变等方面。风电对电能质量的影响与风电场容量成正比。因此对风电电能质量进行检测分析,为改善风电电能质量提供依据是十分必要。 本文对风电电能质量分析系统做了系统的研究,主要集中在以下几个方面。第一对风电电能质量的各个指标的含义、限值、原因、危害和改善措施进行了详细分析。第二,在风电的频率测量中,提出了一种全新的测量方法,即FFT的频率精确测量。对FFT精确测量频率的过程进行了详细的理论推导,并用LabVIEW程序实现。第三,对风电产生的电压波动和闪变进行了深入研究,针对传统IEC推荐的闪变测试的缺点,提出了改进的IEC闪变测试方法。第四,分析了S域连续时间系统变换到Z域离散时间系统,同时采用相关分析理论获得改进的IEC闪变仪参考的同步电压信号。最后,对检测的参数进行了数字化研究,利用LabVIEW搭建了风电电能质量分析系统,系统主要包括风电电压波动和闪变程序、风电电压偏差程序、风电频率偏差程序、风电谐波程序和风电三相不平衡度程序。并对各个风电检测模块进行仿真分析。通过仿真分析发现,本文分析系统的设计完全能够正确得出风电数据的统计信息,同时在精度上有很大的提高。 【关键词】：风力发电 电能质量 LabVIEW 风电仿真分析
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要2-3
• Abstract3-4
• 目录4-7
• 第1章 绪论7-11
• 1.1 选题背景与研究意义7
• 1.2 国内外研究现状与分析7-10
• 1.2.1 风电引起的电压波动和闪变问题的研究现状7-8
• 1.2.2 风电引起的其它电能质量问题研究现状8-10
• 1.3 本文主要研究内容及主要特色10-11
• 第2章 风电的各电能质量指标11-20
• 2.1 风电相关的电能质量11
• 2.2 供电电压允许偏差11-13
• 2.2.1 电压偏差的含义11
• 2.2.2 电压偏差的产生原因、危害及改善措施11-13
• 2.3 电力系统频率允许偏差13-16
• 2.3.1 频率偏差的含义13
• 2.3.2 频率偏差的产生原因、危害13-14
• 2.3.3 FFT的精确频率测量法分析14-16
• 2.4 三相不平衡度16-18
• 2.4.1 三相不平衡度含义16-17
• 2.4.2 三相不平衡产生的原因、危害17
• 2.4.3 公共连接点不平衡度的分析计算17-18
• 2.5 谐波18-19
• 2.5.1 谐波的含义18
• 2.5.2 谐波产生的原因、危害18-19
• 2.5.3 谐波电压的限值19
• 2.6 本章小结19-20
• 第3章 风电闪变及相关法数字化闪变测试系统的研究20-35
• 3.1 电压波动和闪变的基本概念20-22
• 3.2 风电并网产生电压波动和闪变的机理22-25
• 3.3 相关法闪变仪分析25-27
• 3.4 相关法数字化闪变仪模型的研究27-31
• 3.4.1 S平面到Z平面转换分析27-30
• 3.4.2 相关法闪变仪各模拟滤波器的数字化30-31
• 3.5 相关分析及同步电压信号的确定31-34
• 3.5.1 相关分析理论基础31-32
• 3.5.2 采样数据相关性分析的数字化实现32-33
• 3.5.3 相关法闪变仪中同步电压信号的确定33-34
• 3.8 本章小结34-35
• 第4章 风电电能质量分析系统各功能模块的软件实现35-52
• 4.1 LabVIEW简介35
• 4.2 系统的总体结构及硬件部分35-36
• 4.2.1 系统的总体结构35-36
• 4.2.2 系统的硬件部分36
• 4.3 风电分析系统各程序模块数字化实现36-51
• 4.3.1 风电分析系统的功能模块36-37
• 4.3.2 风电电能质量基本参数的数字化实现37-39
• 4.3.3 风电分析系统主界面程序设计39
• 4.3.4 风电分析系统电压波动和闪变程序设计39-44
• 4.3.5 风电分析系统基本电能质量指标程序设计44-46
• 4.3.6 风电分析系统三相不平衡度程序设计46-47
• 4.3.7 风电分析系统谐波程序设计47-48
• 4.3.8 风电分析系统频率偏差程序设计48-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第5章 风电电能质量分析系统仿真分析研究52-61
• 5.1 风电分析系统系统软件测试介绍52
• 5.2 风电分析系统各个模块测试与分析52-58
• 5.2.1 风电分析系统电压波动与闪变模块测试与分析52-54
• 5.2.2 风电分析系统各有效值模块测试与分析54-55
• 5.2.3 风电分析系统三相不平衡度模块测试与分析55-56
• 5.2.4 风电分析系统谐波模块测试与分析56-57
• 5.2.5 风电分析系统频率偏差模块测试与分析57-58
• 5.3 风电电能质量仿真分析58-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第6章 结论和展望61-63
• 6.1 总结61
• 6.2 未来展望61-63
• 参考文献63-65
• 致谢65-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文66-68

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