MATLAB仿真的电能质量研究

龙源期刊网仿真的电能质量研究作者：刘艳芳来源：《卷宗》2016年第06期摘要：文章在介绍电能质量的基础概念知识，并研究和分析了电能质量的影响因素，根据具体事例进行电能质量的综合评估，对事例进行MATLAB仿真。目前，我国实行网上竞价，按质定价的准则。这将是电能质量综合评估问题研究与开发的方向。电能质量评估对认识电力系统电能质量有重要意义，从而对改善电能质量有指导意义。关键词：电能质量；MATLAB仿真；评估1电能质量1.1电能质量的概述电力是目前工农业和社会生活使用的最重要的能源之一。在电力供应的发展过程中，电源的电能质量一直都是用户与发电机构的关注的重点问题。对于电力系统来说，用来衡量电能质量的优劣的一个重要指标是电压和频率偏离值的多少。供应电双方大多比较倾向于效率高效、电源特性变化敏感、性能良好的电气设备。由此，电力用户与供电机构对电能质量的要求也不断提高与深入。提高电能质量确保了供用电系统能安全且稳定的运转，是世界各国研究的热点问题电能质量是指通过公用电网供给用户端的交流电能的质量。由于系统中电力设备非线性或不对称、负荷性质多变，加之调控手段不完善及运行操作、外来干扰和各种故障等原因，产生了电网运行电力设备和供用电环节中的各种问题，电能质量的概念随之产生。关于电能质量的定义是造成用电设备故障或误动作的任何电力问题都是电能质量问题，其表现为电压、电流或频率的偏差。1.2电能质量的重要指标电能质量指标主要包括：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、波形畸变等。各项质量指标均对电能质量有相应的影响，因此，调整各项指标的值是保障电能质量的必要条件。其中，电压偏差越小，用电设施的运转越安全、越经济，但也需要更多其他投入。即使系统频率偏差工作在允许的范围内，也要严格控制系统频率，从而确保了用户和发电厂的电气设备的正常运作。由非线性负荷产生的谐波电流注入到电网，则电网的电压波形会产生畸变，影响电网中各种设备的运转。1.3改善电能质量的措施龙源期刊网保证电能质量的方法有两种，一是改造电力网。通过装备必要且合适的设备来抑制或抵消电力扰动，如安装大功率电力电子装置。这样只需采用一般的措施就能对稳态电压调整。二是通过负荷调节，减小负荷敏感程度，但是很难做到。而且有时也需要用户共同协调采取相应办法。如电能质量的指标要求很高而电力机构无法独立解决问题时。2MATLAB仿真的电能质量研究2.1MATLAB仿真理论基于MATLAB仿真在频率-有功功率、电压-无功功率分析方面具有简明有效的特点。但基于MATLAB的方法在分析能力上确实具有重大的缺陷。以下是基于各种电路结构的仿真理论。2.2本文算例基于三相桥式电路（阻-感性负载）的仿真2.2.1.建立仿真模型如图4-1所示2.2.2.设置仿真参数为：算法（solver）ode15s，相对误差（relativetolerance）1e-3，开始时间0s。结束时间0.05s。设置脉冲参数为：幅值1V，周期0.02s，占空比10%。设置电源参数为：电压150v，其相限角度分别为0°、120°、240°。30°脉冲时，整体波形图4-2所示：当发电机频率为49Hz时与电压下降为100v时，得到仿真数据如下：由表可知频率变化，有功功率改变，电压变化，有功功率也变化。所得结论与理论相一致。3.3算例基于三相桥式半控整流电路的仿真（阻-感性负载）3.3.1.建立仿真模型如图4-3所示3.3.2.设置仿真参数为：算法（solver）ode15s，相对误差（relativetolerance）1e-3，开始时间0s，结束时间0.05s。设置脉冲参数为：幅值1V，周期0.02s，占空比10%。设置电源参数为：电压311v，其相限角度分别为0°、120°、240°。60°脉冲下，输入功率波形图4-4如下：当发电机频率降为49Hz与电压降为200v时时，输入与输入有功功率下降，得到的仿真数据如下：龙源期刊网由表可知频率变化，有功功率变化，电压变化，功功率也变。所得结论与理论相一致。3.4总结MATLAB仿真得出的电能质量研究结果与理论相一致，电力系统正常稳定运行方式下各原动机输入的机械功率和发电机输出的电磁功率恒定且平衡，发电机的转速及相应的频率恒定。参考文献[1]肖湘宁，韩民晓，徐永海，电能质量分析与控制。北京：中国电力出版社，2004[2]程浩忠.电能质量概论。北京：中国电力出版社，2013[3]李冶.电能质量国家标准应用指南。北京：中国标准出版社，2009[4]陈磊，徐永海.浅谈电能质量评估的方法.电气应用，2005[5]常晓，王鹏，王奔。统一电能质量控制器的非线性控制策略研究。电气自动化，2013[6]王兆安.电力电子技术.机械工业出版社.2009龙源期刊网