热加工厂电能质量的分析与治理方案研究

分类号密级UDC注1学位论文精机热加工厂电能质量分析与治理方案研究（题名和副题名）张文强（作者姓名）指导教师姓名杨伟副教授企业导师高级工程师申请学位级别工程硕士专业名称电力系统及其自动化论文提交日期2012.12论文答辩日期学位授予单位和日期南京理工大学答辩委员会主席评阅人年月日注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。工程硕士学位论文热加工厂电能质量的分析与治理方案研究作者：张文强指导教师：杨伟副教授高级工程师南京理工大学2012年12月M.SC.DissertationpowerqualityanalysisandmanagementByZhangWenQiangSupervisedbyAssociateProf.YangWeiS.E.NanjingUniversityofScience&TechnologyDecember,2012声明ABSTRCT工程硕士学位论文II本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名：年月日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：年月日工程硕士学位论文精机热加工厂电能质量的分析与治理研究I摘要电能质量关系到整个电电力系统安全、稳定、经济、可靠运行。随着国民经济的高速发展，大量电力电子设备和非线性负荷在电力系统中的应用，注入电网中的谐波越来越来，对电网及用电设备造成了很大的危害，致使电能质量不断恶化，甚至恶化电网的运行状况。随着电力部门及电力用户对电能质量的要求越来越高，因此有效的治理电网中的谐波，提高电能质量变得尤为重要。论文首先阐述了电能质量的基本内容，谐波的基本概念以及国内外对谐波的研究现状；然后对谐波的来源、主要危害、评判标准进行了详细的阐述，概述了治理谐波的相关方法；针对某热加工厂现状，建立系统仿真模型，分析了系统两段母线分列和并列运行时的电能质量相关指标，其中的谐波电流、谐波电压和功率因数存在不合格问题；在此基础上，设计了治理方案，采用静止无功发生器(SVG)和无功补偿装置(FC)在母线侧进行补偿，计算了相应的补偿容量和相应的装置的配置参数；通过CYMEPSAF仿真软件对系统模型进行了仿真，结果表明补偿后的系统母线侧的谐波电流、谐波电压和功率因数均满足要求。因而该方法对消除谐波，改善电能质量有实际意义。关键词：电力系统；电能质量；谐波；SVG；CYMEPSAFABSTRCT工程硕士学位论文IIABSTRCTThepowerqualityrelatestothewholeelectricpowersystemsafety,stability,economicandreliableoperation.Withthehigh-speeddevelopmentofnationaleconomy,alargenumberofpowerelectronicequipmentandnonlinearloadhavebeenappliedinthepowersystem.Moreandmoreharmonicwaveinjectingintotheelectricnetwork,causesgreatharmtotheelectricequipment,deterioratesthepowerquality,andworsenstheoperationalstatusofthepowergrid.Astheelectricpowerdepartmentandpoweruserstopowerqualityrequirementsmoreandmorehigh,effectivemanagementinthegridharmonicandgoodpowerqualityisparticularlyimportant.Thispaperfocusesonthethemeofpowerquality.Firstly,thispaperexpoundsthebasiccontentsofthepowerquality,thebasicconceptoftheharmonicwaveandtheresearchstatusaboutharmonicwaveathomeandabroad.Thendescribetheharmonicsource,mainhazardsandevaluationcriteriaindetail.Summarizetherelatedapproachesoftheharmonicmanagement.Inviewofpresentsituationsofsomethermalprocessingfactories,establishthesystemsimulationmodel.Analysisingthesituation,twobusesareintheparseoperationortheparalleloperation,itcanbefoundthatcurrentharmonics,harmonicvoltageandpowerfactorarenotqualified.UseSVGandFCtocompensateonthebussideinthispaper,anddesignthecorrespondingcompensationcapacityandthecorrespondingdeviceconfigurationparameters.Finally,simulatethesystemmodelbytheCYMEPSAFsimulationsoftware.Throughobservingthesimulationwaveform,itcanbefoundthatharmoniccurrentandharmonicvoltageandpowerfactorofthebussidedomeettherequirements.Thesimulationresultsshowthatthismethodisrationalandefficient,eliminatingharmonichavepracticalsignificance,andimprovingthequalityofpower.Keywords:powersystem;powerquality;harmonicwave;SVG;CYMEPSAF工程硕士学位论文精机热加工厂电能质量的分析与治理研究III目录摘要............................................................................................................................IABSTRCT......................................................................................................................II1绪论...........................................................................................................................11.1课题的研究背景与意义.................................................................................11.2电能质量.........................................................................................................11.2.1电能质量概述..........................................................................................11.2.2电能质量特点..........................................................................................21.2.3电能质量问题的起因..............................................................................21.3谐波的相关概念.............................................................................................31.4国内外谐波研究现状.....................................................................................31.4.1国外谐波研究现状...................................................................................31.4.2国内谐波研究现状..................................................................................41.5论文的主要工作.............................................................................................42电能质量理论...........................................................................................................62.1电能质量的定义...............................................................................................62.1.1电压偏差................................................................................................62.1.2频率偏差................................................................................................62.1.3电压波动和闪变....................................................................................62.1.4三相电压不平衡....................................................................................72.1.5谐波含量...........................................................................................