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摘要

在電力系統(tǒng)中存在大量的諧波源，使得電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中感性元件與容性元件之間可能發(fā)生串聯(lián)諧振或者是并聯(lián)諧振。諧波諧振通常表現(xiàn)為高電壓或者是過(guò)電流。這種諧振現(xiàn)象已被發(fā)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)納矩陣的奇異性有關(guān)。這種奇異性其實(shí)是由于矩陣的一個(gè)特征根趨于零造成的。通過(guò)分析特征根的性質(zhì)，可以得到有關(guān)諧振機(jī)理和程度的信息。本課題就是研究這種諧振現(xiàn)象與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)納矩陣之間的關(guān)系。由于諧波諧振是因系統(tǒng)中感性元件與容性元件之間的能量交換造成的。而系統(tǒng)中存在大量的感性與容性元件，所以諧波諧振現(xiàn)象變得非常復(fù)雜。本文使用“諧振模態(tài)分析”的方法，可以“解耦”這種復(fù)雜的能量存儲(chǔ)元件之間復(fù)雜的交互聯(lián)系，并揭示導(dǎo)致某個(gè)諧振問(wèn)題的真正“根源”，從而幫助人們找到消除諧波諧振的方法。理論分析以及實(shí)驗(yàn)研究表明該方法的可行性。

關(guān)鍵詞：特征根，諧波，諧波諧振，模態(tài)分析，Matlab

ABSTRACT

There are a lot of harmonic sources in power systems. It may cause series resonance and parallel resonance between inductive elements and capacitive elements of the power systems. Harmonic resonance often manifests as high harmonic voltages or over current. It found that such resonance phenomenon is associated with the singularity of the network admittance matrix. The singularity in turn is due to the fact that one of eigenvalues of the matrix approaches zero. By analyzing the characteristics of the eigenvalue, one can find useful information on the nature and extent of the resonance. The objective of this paper is to present findings on this subject and to make some researches on the relationship between harmonic resonance phenomenon and the network admittance matrix. since a power system contains numerous inductive and capacitive elements, the phenomenon of harmonic resonance can become quite complicated. We use a modal analysis method to untangle the complex interactions among the energy storage elements and reveal the true culprits. It can help one to find solutions to mitigate harmonic resonance problem. Analytical and case study results have confirmed that the proposed method is a valuable tool for power system harmonic analysis.

Key word: Eigenvalue, harmonics, harmonic resonance, modal analysis, Matlab

目錄

摘要 I
ABSTRACT II
第一章 緒論 - 1 -
1.1概述 - 1 -
1.2諧波產(chǎn)生的基本原理 - 1 -
1.3諧波產(chǎn)生的主要原因和來(lái)源 - 2 -
1.4諧波對(duì)電網(wǎng)的影響 - 3 -
1.5諧波抑制的方法措施 - 4 -
1.6課題的研究?jī)?nèi)容 - 6 -
第二章 諧振模態(tài)分析 - 7 -
2.1引言 - 7 -
2.2諧波諧振的概念 - 7 -
2.2.1串聯(lián)諧振 - 8 -
2.2.2并聯(lián)諧振 - 9 -
第三章 系統(tǒng)元件的諧波模型 - 11 -
3.1發(fā)電機(jī) - 11 -
3.3變壓器 - 11 -
3.3線路 - 12 -
3.4負(fù)荷模型 - 13 -
3.4.1串聯(lián)負(fù)荷模型 - 13 -
3.4.2并聯(lián)負(fù)荷模型 - 13 -
第四章 電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的模型 - 14 -
4.1電路方程的分析 - 14 -
4.2變壓器等值電路 - 16 -
第五章 模態(tài)分析的原理 - 17 -
第六章 模態(tài)分析 - 19 -
6．1 Matlab軟件的介紹 - 19 -
6.1.1 M文件的編寫 - 19 -
6.1.2 矩陣分解運(yùn)算 - 20 -
6.1.3 二維曲線圖形 - 20 -
6.2基于模態(tài)分析法的具體算例 - 21 -
6.2.1三節(jié)點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng) - 21 -
6.2.2十四節(jié)點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng) - 24 -
6.3總結(jié)與展望 - 30 -
致謝 - 31 -
參考文獻(xiàn) - 32 -