（电力系统及其自动化专业论文）配电网电压跌落检测与补偿策略研究.pdf

t h er e s e a r c ho nv o l t a g es a gd e t e r m i n a t i o na n dc o m p e n s a t i o n s t r a t e g i e sf o rd i s t r i b u t i o np o w e rs y s t e m y a nj u n b e ( l a n z h o uu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y ) 2 0 0 7 at h e s i ss u b m i t t e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft h e r e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro fe n g i n e e r i n g e l e c t r i cp o w e rs y s t e ma n da u t o m a t i o n i n t h e g r a d u a t es c h o o l o f l a n z h o uu n i v e r s i t yo f t e c h n o l o g y s u p e r v i s o r p r o f e s s o rd a n gc u n l u m a y , 2 0 1 1 iiiiiii。iii。iii3iizihi7iii11iiii j 兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果 由本人承担。 作者签名： 乡签 日期：矽，年多月 7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容 编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇 编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中 国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名： 导师签名： 日期：，年多 日期：? 口it 年6 鏊榔 乡参叱 硕+ 学位论文 目录 摘 要- - - - i a b s t r a c t i i 插图索引i i i 附表索引v 第1 章绪论l 1 1 课题的背景及意义：”l 1 2 电能质量问题2 1 2 1 电能质量概念- ：2 1 2 2 电能质量问题分类”3 1 3 电压跌落6 。1 3 1 电压跌落的定义与特征量6 1 3 2 电压跌落产生的原因一7 1 3 3 电压跌落的危害7 1 4 国内外研究电压跌落问题概述”9 1 4 1 电压跌落的分析计算9 1 4 2 电压跌落的实时检测一1 1 1 4 3 缓解电压跌落的措施1 3 1 5 动态电压恢复器1 4 1 6 本文的主要工作1 5 第2 章电压跌落幅相检测方法的研究1 7 2 1 引言17 2 2 电网谐波和三相不平衡状态下d q 变换分析2 0 2 3 基于双d q 变换正负序解耦的电压跌落检测算法2 4 2 3 1 三相系统的数学描述2 4 2 3 2 双同步参考坐标系下的正负序解耦2 6 2 3 3 三相幅相检测系统的结构模型”2 7 2 4 仿真验证”2 8 2 4 1 正常电网条件下的动态响应2 8 2 4 2 谐波污染条件下的动态响应3 1 2 5 本章小结3 4 第3 章电压跌落补偿策略研究“3 5 3 1 引言3 5 3 2u d v r 的电压补偿策略3 5 i j 配电网电压跌落检测与补偿策略研究 3 2 1 目前常用的电压补偿策略一3 5 3 2 2 改进的综合电压补偿策略原理一3 6 3 2 3u d v r 改进的综合电压补偿策略实现3 7 3 2 4 仿真验证3 7 3 3 直流电容器储能型d v r 的时间最优补偿策略3 9 3 3 1 最小能量补偿策略的局限性”3 9 3 3 2 三相系统中d v r 的时间最优补偿4 0 3 3 3 仿真验证“4 4 3 4 本章小结4 5 第4 章三相d v r 软件控制设计4 7 4 1 电压和电流信号的a d 采样一4 8 4 2 双d q 变换正负序解耦算法流程5 1 4 3d v r 补偿策略软件流程5 2 4 3 1 改进的综合电压补偿策略软件流程”5 2 4 3 2 时间最优补偿策略软件流程5 3 4 4 空间矢量p w m 的生成流程5 4 4 4 本章小结5 6 总结5 7 参考文献5 8 驾c谢- 6 3 附录a 攻读学位期间所发表的学术论文目录6 4 附录b 本文涉及的部分d s p 程序6 5 n 硕十学位论文 摘要 电压跌落( v o l t a g es a g ) 已上升为最重要的电能质量问题，动态电压恢复器 ( d v r ) 被认为是目前解决电压跌落问题最有效的用户电力装置。为了提高电压 跌落检测算法的实时性和准确性，以及d v r 装置补偿电压跌落的经济性，本文 对电压跌落检测方法和d v r 电压补偿策略开展了研究，主要内容包括： 传统的基于三相软件锁相环路的幅相检测系统，受三相电网负序分量和谐波 分量的影响，动态响应速度低，无法准确提取三相基波正序分量的相位信息。本 文基于双同步参考坐标系提出一种新的三相幅相检测方法，实现了d q 变换的正 序、负序解耦。该方法能将三相电网的基波正、负序分量分离，并分别检测出基 波正序分量和基波负序分量的幅值及相位。仿真对比验证表明，该方法具有良好 的动态响应性能，以及较高的测量精度。 按能量提取方式的不同，d v r 可以分为无储能装置类型和有储能装置类型。 其中，无储能装置d v r 亦称可连续运行动态电压恢复器( u d v r ) ，有储能装置 的d v r 以直流电容器储能型d v r 为代表。针对u d v r ，本文综合跌落前电压补 偿策略和同相电压补偿策略的优点提出一种改进的综合电压补偿策略，仿真验证 表明该方法能够有效缓解由电压跌落引起的相位跳变，注入的补偿电压幅值也较 小；对于直流电容器储能型d v r ，本文考虑电压跌落的补偿时间问题，提出时间 最优补偿策略，仿真结果证明d v r 采用时间最优补偿策略能够获得比最小能量 补偿策略更长的持续补偿时间。 本文采用t m s 3 2 0 f 2 8 1 2 型数字信号处理器( d s p ) 对三相d v r 装置进行了 软件控制设计，主要内容包括电压( 电流) 的a d 采样、双d q 变换正负序解耦算 法流程、d v r 补偿控制流程、空间矢量p w m 的生成流程等内容。 关键词：电能质量；电压跌落；双d q 变换；补偿策略；动态电压恢复器 a b s t r a c t v o l t a g es a gi st h em o s ti m p o r t a n tp o w e ri s s u e ，a n dd y n a m i cv o l t a g er e s t o r e r ( d v r ) h a sb e e nc o n s i d e r e dt ob et h em o s te f f e c t i v ec u s t o mp o w e rd e v i c ew h i c h a l l e v i a t e sv o l t a g es a g s i no r d e rt oi m p r o v et h er e a l t i m ea n da c c u r a c yo f d e t e c t i o n m e t h o d sf o rv o l t a g es a ga n da m e l i o r a t et h ee c o n o m i c a le f f i c i e n c yo f d v r ，t h i sp a p e r m a i n l yr e s e a r c h e so nt h ev o l t a g es a gd e t e c t i o nm e t h o da sw e l la st h ec o m p e n s a t i o n s t r a t e g yo fd v r t h em a jo rc o n t e n t so ft h i sp a p e ra r ed e t a i l e da sf o i l o w s ： t h ec o n v e n t i o n a l m a g n i t u d e p h a s ed e t e c t i o ns y s t e mb a s e do n t h r e e - p h a s e s o f t w a r ep h a s el o c k e d l o o ph a sal o ws p e e do fd y n a m i cr e s p o n s ea f f e c t e db v n e g a t i v e 。s e q u e n c ea n dh a r m o n i cc o m p o n e n t s a l s oi tc a n n o t e x a c t l ye x t r a c tt h e 士o u n d a t i o n a lp o s i t i v e 。s e q u e n c ep h a s e a n g l eo fat h r e e p h a s ep o w e rs y s t e m t h i sp a p e r p r o p o s e san o v e lt h r e e - p h a s em a g n i t u d e p h a s ed e t e c t i o nm e t h o db a s e do nd o u b l e s y n c h r o n o u sr e f e r e n c ef r a m e t h ep r o p o s e dm e t h o dc a nd e c o u p l et h ep o s i t i v e 幽觚d n e g a t i v e 内s e q u e n c e sa n dd e t e c tt h em a g n i t u d e s p h a s e so ff o u n d a t i o n a lp o s i t i v e a n d n e g a t i v e - s e q u e n c ec o m p o n e n t so ft h r e e - p h a s ev o l t a g e s t h es i m u l a t i o nr e s u l t sv e r i f y t h a tt h ep r o p o s e dm e t h o dh a s ah i g h d e t e c t i n gp r e c i s i o na n dag o o dd y n a m i c p e r f o r m a n c e a c c o r d i n gt od i f f e r e n tm e t h o d so fe n e r g ye x t r a c t i o n ，d v r sc o u l db ec i a s s i f i e da s t y p e s ：d v rw i t hn oe n e r g ys t o r a g e ( a l s on a m e du n i n t e r r u p t e d d y n a m i cv o i t a g e r e s t o r e r ，u d v r ) a n dd v rw i t he n e r g ys t o r a g e d c 1 i n kc a p a c i t o ri st h eu s u a lm e t h o d o fe n e r g ys t o r a g e t h i sp a p e rp r o p o s e sa ni m p r o v e di n t e g r a t e dc o m p e n s a t i o n s t r a t e g y f o ru d v r ，a n ds i m u l a t i o nr e s u l t sv e r i f yt h a tt h ep r o p o s e ds t r a t e g y c a na l l e v i a t ep h a s e j u m pc o m p a r e dv o l t a g es a g sa n dt h em a g n i t u d eo fi n j e c t e dv o l t a g ei sl o w o nt h e o t h e rh a n d ，t h i sp a p e rc o n s i d e r st h ec o m p e n s a t i o nd u r a t i o no fd v r w i t hd c 1 i n k c a p a c i t o ra n dp r o p o s e st h eo p t i m i z e dt i m ec o m p e n s a t i o ns t r a t e g y t h es i m u l a t i o n r e s u l t s v e r i f yt h a td v r sw h i c ha d o p tt h ep r o p o s e d s t r a t e g yc a no b t a i n1 0 n g e r c o m p e n s a t i o nd u r a t i o nt h a nt h o s ew h i c h a d o p tm i n i m i z ee n e r g yc o m p e n s a t i o n s t r a t e g y t h i sp a p e rd e s i g n st h es o f t w a r ef l o w c h a r t so fd v r b a s e do nt m s 3 2 0 f 2 812d s p c h i p ，w h i c hi n c l u d ea ds a m p l e ，t h ed e e o u p l e d d o u b l e 由t r a n s f o r ma i g o r i t l n c o m p e n s a t i o ns t r a t e g i e sa n ds v p w m a l g o r i t h m k e yw o r d s ：p o w e rq u a l i t y ；v o l t a g es a g ；d o u b l e 由t r a n s f o r m ；c o m p e n s a t i o ns t r a t e g y ； d y n a m i cv o l t a g er e s t o r e r 硕士学位论文 插图索引 图1 1 配电网电压跌落和短时间中断统计结果1 0 图1 2 电压质量事件与i t i c 曲线的对比结果“1 0 图1 3 目前世界上容量最大的d v r 运行现场1 5 图2 1s p l l 结构框图1 8 图2 2 谐波和不平衡条件下三相电压波形及d q 变换结果2 0 图2 3 经4 0 h z 低通滤波器滤波后的d q 变换结果及低通滤波器特性2 1 图2 4 谐波和对称电压跌落下三相电压波形及d q 变换结果2 2 图2 5 经7 0 h z 低通滤波器滤波后的d q 变换结果及低通滤波器特性2 3 图2 6 双同步参考坐标系下的矢量图2 5 图2 7 三相幅相检测原理框图2 7 图2 8正常电网条件下的单相电压跌落检测一2 8 图2 9 正常电网条件下的三相电压跌落检测2 9 图2 1 0 正常电网条件下的三相电压相位跳变检测一3 0 图2 1 1 谐波污染条件下的单相电压跌落检测3 1 图2 1 2 谐波污染条件下的三相电压跌落检测”3 2 图2 1 3 谐波污染条件下的三相电压相位跳变检测”3 3 图3 1 常用的u d v r 电压补偿策略相量图3 6 图3 2 改进的综合电压补偿策略相量图3 6 图3 3 负荷侧电压的频率波动3 7 图3 4 改进的综合电压补偿策略控制框图3 7 图3 5a 相电压波形3 8 图3 6 补偿后的负荷侧电压波形一3 8 图3 7u d v r 输出的补偿电压波形3 8 图3 8 负荷侧电压相位与电源侧电压相位之间的差值3 9 图3 9 最小能量补偿策略相量图3 9 图3 1 0 时间最优补偿策略相量图4 0 图3 1 lr ，。一夕曲线和乃旷夕曲线4 2 图3 1 2 考虑注入电压极限的时间最优补偿策略相量图一4 3 图3 1 3 直流电容器储能的动态电压恢复器主电路拓扑“4 4 图3 1 4 分别采用最小能量补偿策略和时间最优补偿策略的补偿波形4 5 图4 1 总体程序设计主程序流程图4 7 图4 2 接口电路一4 8 i i i 配电网电乐跌落检测与补偿策略研究 图4 3 级联排序器自动排序转换框图4 9 图4 4 连续的级联排序同步采样模式模式转换流程图5 0 图4 5 双d q 变换正负序解耦算法流程”5 l 图4 6 改进综合电压补偿策略流程图5 2 图4 7 时间最优补偿策略流程图5 3 图4 8 空间矢量和开关状态5 4 图4 9 空间矢量p w m 流程图5 5 硕士学位论文 附表索引 表1 1i e c 关于引起电磁扰动的基本现象分类4 表1 2i e e e 关于电力系统电磁现象的分类及典型特性参数一5 表1 3 电压跌落对一些设备的影响8 表1 4 电压跌落对大型敏感工业用户造成的危害9 表2 1 谐波和不平衡条件下三相电压d q 变换结果频谱分析2 1 表2 2 谐波和对称电压跌落条件下三相电压d q 变换结果频谱分析2 2 表3 1 曲线乃哺一夕在1 个周期内各运行点的状态”4 2 v 硕+ 学位论文 1 1 课题的背景及意义 第1 章绪论 电能质量问题的提出由来已久，传统的电能质量问题主要包括供电电压偏 差、电力系统频率偏差、电压三相不平衡和供电可靠性【l 】。随着计算机技术的普 及，大量基于计算机系统的控制设备和电子装置被应用于工业，使负荷对扰动异 常敏感，用户对电能质量的要求不断提高。与此同时，许多新型电气设备在其运 行中会向电力系统注入各种电磁干扰，对电力系统的安全运行和用电设备的正常 工作造成严重影响。特别是基于电力电子技术的装置和设备，如电弧炉、大型吊 车、大型轧钢机、电力机车等大容量非线性、冲击性负荷的运行，都不可避免地 向电网注入谐波电压或谐波电流，而且会产生严重的电压波动与闪变，极大地影 响了电能的品质，由此引出了现代电能质量问题。 现代电能质量问题包括电压波动与闪变、电压跌落与短时间中断、波形畸变 与电力谐波，它体现了电力系统中敏感负荷对电能质量的要求【l ，2 】。为寻求解决现 代电能质量问题的办法，从2 0 世纪8 0 年代开始，国内外学者就此展开了深入的 研究。美国电力科学研究院( e p r i ) 的学者n a r a i ng h i n g o r a n i 博士于1 9 8 6 年首 先提出柔性交流输电系统( f l e x i b l ea ct r a n s m i s s i o ns y s t e m 。f a c t s ) 的概念，随 后又提出了用户电力( c u s t o mp o w e r ) 新概念和新技术【3 】，将电力电子技术、微 处理技术、控制技术运用于中、低压配用电系统，为电力用户提供高质量的电能， 消除用电设备对电网的“污染 。显然，现代电能质量问题的合理解决，需要电 力公司、用户和设备制造商的共同努力。电力公司必须满足用户对电能质量的各 种要求，以保证用户正常、安全的生产秩序；用户应当配合电力公司对电能质量 扰动源的治理，以保证电网设备的安全经济运行；电力设备制造商可以提高产品 的抗电磁干扰水平，同时减小其注入电网的电磁干扰。 当前，电压跌落( v o l t a g es a g ) 已上升为最重要的电能质量问题【4 0 】，电力谐 波问题则退居次席；据统计，在欧洲和美国，电力部门与用户对电压跌落的关注 程度比对其它电能质量问题的关注程度要强得多。因为在引起电能质量问题的诸 多因素中，由电压跌落引起的用户投诉占整个电能质量问题投诉总量的8 0 以上， 其次是由谐波、开关操作过电压引起的电能质量投诉。国内情况也大致相同，文 献 8 】显示，河北邢台某企业2 0 0 0 年至2 0 0 5 年间每年发生电压跌落1 0 次以上， 最高一年达3 3 次：邢台电力公司多次接到某单晶硅生产企业和邢台钢铁集团有 关电压跌落的投诉，要求电力企业提高电能质量。 配电网电压跌落枪测与补偿策略研究 发生电压跌落的原因是多方面的，短路故障、感应电动机启动和雷击是引起 电压跌落的主要原因【1 ，9 】。电压跌落可以引起现代工业中常用的微电子控制设备出 现工作异常。由此可见，电压跌落问题在配电网中无法避免，然而它所引起的损 失是巨大的，因为现代工业中任一设备的作业中断都将可能导致整个流水线、甚 至全厂作业的中断。综上所述，研究抑制电压跌落的电能质量控制技术，无论在 理论上还是实践上都具有重要意义。 1 2 电能质量问题 1 2 1 电能质量概念 从普遍意义上讲，电能质量是指优质供电，因此理想供电系统的基本特性构 成了电能质量的基本要求： ( 1 ) 以单一恒定的标称频率、规定的若干电压等级( 如配电系统一般为 1 l ok v 、3 5k v 、1 0k v 、3 8 0v 2 2 0v ) 和以正弦函数波形变化的交流电向用户供 电，并且这些运行参数不受用电负荷特性的影响； ( 2 ) 始终保持电能传输的高功率因数以及三相交流电压和负荷电流的平衡， 各用电负荷之间互不干扰； ( 3 ) 电能的供应充足，即向用户的供电不中断，始终保证电气设备的正常 运转，并且每时每刻系统中的功率供需都是平衡的。 但是，由于工业领域的各个行业对电能质量认识上的不同，所以长期以来， 电能质量概念和供电可靠性几乎是等同的。电力企业可能把电能质量看成是电压 ( 偏差) 、频率( 偏差) 的合格率以及连续供电的年小时数，并且用统计数字来 说明电力系统是安全可靠运行的；电力用户则可能把电能质量简单理解为是否向 负荷正常提供了电力；而设备制造商则认为合格的电能质量就是指电源特性应当 满足电气设备的正常工作需要。 1 9 6 8 年，一篇关于美国海军电子设备用电源规范要求的研究论文引起了越来 越多的研究者对电能质量的关注。随后，电气与电子工程师协会( i n s t i t u t eo f e l e c t r i c a la n de l e c t r o n i c se n g i n e e r s ，i e e e ) 标准化协调委员会正式采用“p o w e r q u a l i t y ”( 电能质量) 这一术语，并给出技术定义：“合格的电能质量，是指提 供给敏感设备和为其设置的接地系统均合适于该设备正常工作。同时，国际电 工委员会( i e c ) 提出使用“e m c ”( 电磁兼容) 的概念，以强调设备与设备之 间、电源与设备之间的相互电磁作用和影响，并制定出一系列电磁兼容标准。i e c 有关电磁兼容的许多内容均与电能质量相关。 由此可以看出，尽管现在的研究者已不将电能质量概念与供电可靠性等同， 但是不同的研究者看待问题的角度不同，对电能质量的技术含义还存在着不同的 2 硕十学位论文 认识。例如，文献【1 】定义电能质量为：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、 电流或频率的偏差，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、电压跌落与短时间中断、供电连续性等。 1 2 2 电能质量问题分类 为系统地研究和分析电能质量，从而找出引起电能质量问题的原因并采取针 对性的解决方案，将电能质量进行分类是十分必要的。对于电能质量，可以从不 同角度进行分类，从电能质量问题治理的角度出发，电能质量主要分为电压质量 和电流质量，本文则主要指电压质量。i e e e 和其他国际学术委员会推荐采用以下 与电能质量相关的术语，其中部分术语与电磁兼容术语是重叠的： ( 1 ) 传导干扰( c o n d u c t e dd i s t u r b a n c e ) 通过导线媒介传播到设备中的电磁干扰。 ( 2 ) 辐射干扰( r a d i a t e di n t e r f e r e n c e ) 电磁骚扰以辐射的形式对装置产生的电磁干扰。 ( 3 ) 低频感应电压( i n d u c e dl o w - f r e q u e n c yv o l t a g e s ) 由邻近电缆中流过的低频电流感应出的干扰电压。 ( 4 ) 闪变( f l i c k e r ) 灯光亮度或频谱分布随时间变化的光刺激所引起的不稳定的视觉效果。 ( 5 ) 电压不平衡( i m b a l a n c ev o l t a g e ) 电压负序分量与正序分量的比值，通常以百分数表示。 ( 6 ) 瞬变( t r a n s i e n t s ) 两个连续稳态量之间的一种持续时间极短的数值变化现象。电压瞬变可分为 两类： 电压瞬时脉冲( i m p u l s i v et r a n s i e n t ) ：叠加在稳态电压上的正序或者负序变 动的非工频突变量； 电压瞬时振荡( o s c i l l a t o r yt r a n s i e n t ) ：叠加在稳态电压上的正序和负序变动 的非工频突变量。 ( 7 ) 电压中断( v o l t a g ei n t e r r u p t i o n ) 一相或多相失去电压( 0 1p u ) 的现象，通常以持续时间分为： 瞬时中断( m o m e n t a r yi n t e r r u p t i o n ) ：持续时间为o 5 个周波3s ； 暂时中断( t e m p o r a r yi n t e r r u p t i o n ) ：持续时间为3s 1m i n ； 持续中断( s u s t a i n e di n t e r r u p t i o n ) ：持续时间大于1m i n 。 ( 8 ) 电压波动( v o l t a g ef l u c t u a t i o n ) 一系列电压随机变化，或者电压在包络线内的周期性变化。 ( 9 ) 电压变动( v o l t a g ec h a n g e ) 3 配电网电压跌落检测与补偿策略研究 凡不保持电压均方根值恒定不变的，或者说实际电压偏离系统标称电压的现 象。 ( 1 0 ) 电压浪涌( v o l t a g es u r g e ) 沿线路或电路传播的瞬态电压波。其特征是电压快速上升后缓慢下降。 ( 1 1 ) 波形畸变( w a v e f o r n ld i s t o r t i o n ) 偏离理想工频正弦波的波形变化，主要包括： 直流偏置( d co f f s e t ) ：交流电网中的直流成分，包括直流电压和直流电流； 谐波( h a r m o n i c s ) ：含有工频基波( 通常为5 0h z 或6 0h z ) 整数倍频率的 正弦波电压或电流； 间谐波( i n t e r h a r m o n i c s ) ：含有工频基波( 通常为5 0h z 或6 0h z ) 非整数 倍频率的正弦波电压或电流； 电压切痕( n o t c h i n g ) ：电力电子装置正常工作时，电流从一相转换到另一 相时产生的周期性电压扰动。 噪声( n o i s e ) ：附加在电力系统三相电压或电流、中性点、载波线上的有害 电信号。典型三相电压或电流噪声是2 0 0k h z 以下的宽带信号。 ( 1 2 ) 频率偏差( f r e q u e n c yd e v i a t i o n ) 工频频率升高或降低，其偏差持续时间可能在数周波到数小时范围。 电能质量现象及分类通常以规范性文件的形式，用电能质量术语予以明确。 国际电工委员会( i e c ) 技术报告i e c6 1 0 0 0 。2 5 ：1 9 9 5 以电磁现象及相互干扰途径 和频率特性为基础引出了电能质量现象的分类，如表1 1 所示；电气与电子工程 师协会则以标准i e e es t d1 1 5 9 2 0 0 9 的形式制定了电力系统电磁现象分类，如表 1 2 所示。 表1 1i e c 关于引起电磁扰动的基本现象分类 现象分类现象分类 谐波、间谐波 传导型 感应连续波电压或电流 信号系统( 电力线载波) 高频现象 单方向瞬变 电压波动振荡性瞬变 传导型电压跌落和中断磁场 低频现象电压不平衡 辐射型 电场 频率变化 高频现象 电磁场 低频感应电压连续波 交流电网中的直流成分瞬变 辐射型磁场静电放电现象 低频现象电场核电磁脉冲 4 硕士学位论文 表1 2i e e e 关于电力系统电磁现象的分类及典型特性参数 类别典型频谱典型持续时间典型电压幅值 冲击 纳秒级 5n s 上升 lm s 现象低频 5k h z 0 3 5 0m s0 4p u 振荡 中频 5 5 0 0k h z2 0o s0 8p u 高频 0 5 5m h z5o s0 4p u 跌落0 5 3 0 周波 0 1 0 9p u 瞬时 凸升o 5 3 0 周波1 1 1 8p u 中断0 5 周波3s 1m i n0 8 0 9p u 过电压 1m i n1 1 1 2p u 值变动 电流过负荷 1m i n 电压不平衡稳态 o 5 2 不平衡 电流不平衡稳态 1 o 3 0 直流偏置稳态 o 0 1 波形 谐波0 9k h z稳态o 2 0 间谐波 o 9k h z 稳态0 2 畸变 切痕稳态 噪声宽带稳态o 1 o 1 7 电压波动 、 董 。b m m 舻m m f 州哟西珥r ：i 珥蚌”狮蟛哆m d 6 ，h 钟h 弘 ” j 巾批 m m m 埔舯 m m m m m m m 幢”咿摹球曝 和b 昏昏 聃” 崎博峙n 吨地圳4 以冲”印婚 ，哩 。 q 车田马羔压 a ：f t q 电_ 上1 i ；j 曲 哆咿m 峥即即斟酗m 斜w ，旧鸺 唧啦月蚰刚卿州弛础州嘶叫赫州岫嘲州 0d 即 ”即m 肇 即时h m 忡，附 即肇l t ，s a ) 经低通滤波后的d q 变换结果 t ， b ) 7 0h z 低通滤波器的阶跃响应 由图2 3 和图 ，a、口3_=oe 3a、口3-一c口t 配电网电压跌落检测与补偿策略研究 2 3 基于双d q 变换正负序解耦的电压跌落检测算法 2 3 1 三相系统的数学描述 设系统的三相电压的表达式为 u 口= 材： u 6 = “ u 。= 甜 + u 口+ u o + + “6 + 甜o + + 甜c + u o + k = 2 ( “：+ +z f ：一) ( 甜：+ + 甜：一) ( 甜：+ + 甜：一) ( 2 7 ) 式中：u a 、为三相电压；“，、“广、甜，表示基波正序分量；u a 、u b 、u c 。 表示基波负序分量；甜? + 、“于+ 、”多+ 表示第k 次谐波正序分量；以一、”产一、甜多一 表示第k 次谐波负序分量；材。表示零序分量。 进一步地，用彳表示相量有效值，用西表示相角，则有： 甜o = 号( “口+ 甜6 + 甜c ) ( 2 8 ) ( 2 9 ) ( 2 1 0 ) ( 2 1 1 ) ( 2 1 2 ) 式( 2 7 ) 中的瞬时值u 口、z b 、含有零序分量，为消除零序分量的影响，将其 疗脱撑 谚 + + 3 3 0 万 万 z y 2 2 + 一 + 缈 缈 缈 n n n s s s + + + 么 彳 彳厄厄厄 = = i l + 4 + 6 + c 甜 甜 甜 ，l 谚 一 一 3 2 j 1 万 万 甲2 2 一 + 一 缈 缈 缈 n n n s s s 彳 彳 么厄压厄 = = = 一口 一6 一c “ ” ，【 咖咖 + +)， “ 万 万 石r 2 2 + 一