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基于LabVIEW的改進(jìn)d-q變換電壓暫降分析

作者:王明同 樊利民 吳彤彤 時(shí)間:2013-05-08 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

  摘要:對當(dāng)前常用的分析技術(shù)進(jìn)行了比較分析,并指出其存在的問題。在分析了瞬時(shí)電壓d-q分解法的基礎(chǔ)上,對其進(jìn)行改進(jìn),使其具有更好的實(shí)時(shí)性。改進(jìn)的無時(shí)延d-q算法所利用的數(shù)據(jù)具有同時(shí)性,保證了檢測的實(shí)時(shí)性,并且克服了時(shí)延造成的鏡像擾動(dòng)等問題,提高了系統(tǒng)的檢測精度,加快了檢測速度。并按照該算法運(yùn)用技術(shù)進(jìn)行了仿真,驗(yàn)證了該算法的優(yōu)越性。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/145042.htm

  引言

  上世紀(jì)80年代以來,隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)及大功率電力電子技術(shù)等高新技術(shù)的迅速發(fā)展,大量新型用電設(shè)備和各種電力電子設(shè)備在電力系統(tǒng)中的投入使用,它們對系統(tǒng)干擾非常敏感,比傳統(tǒng)用電設(shè)備對電能質(zhì)量的要求苛刻得多,即使短暫的電壓擾動(dòng)都將影響這些設(shè)備的正常工作,造成巨大的損失,因此電能質(zhì)量擾動(dòng)的檢測與分析已成為當(dāng)前國際研究的重點(diǎn)。

  或下跌是指供電電壓均方根值在短時(shí)間內(nèi)下降到額定電壓幅值的90%~10%,典型持續(xù)時(shí)間為0.5~30個(gè)周波的一種現(xiàn)象。對于的定義,目前國際上并不一致,國際電氣與電子工程師協(xié)會(IEEE)將電壓暫降定義為供電系統(tǒng)中某點(diǎn)的工頻電壓有效值突然下降到額定值的10%~90%,并在隨后10ms~1min的短暫持續(xù)期后恢復(fù)正常。國際電工委員會(IEC)則將其定義為下降到額定值的1%~90%,持續(xù)時(shí)間為10ms~1min。而在國內(nèi),如在電工術(shù)語標(biāo)委會組織的國家標(biāo)準(zhǔn)“發(fā)電、輸電及配電領(lǐng)域中的運(yùn)行術(shù)語”審查會議上,“電壓暫降”又被定義為:“在系統(tǒng)的某供電點(diǎn)上,電壓突然下降,在幾個(gè)周波到幾秒鐘的時(shí)間內(nèi)又恢復(fù)”。這個(gè)定義僅粗略描述了電壓暫降的外在特征,但沒有具體指出電壓下降的幅值范圍。

  電壓暫降特征量檢測方法比較

  當(dāng)配電系統(tǒng)中發(fā)生短路故障、感應(yīng)電機(jī)啟動(dòng)、雷擊、開關(guān)操作、變壓器以及電容器組的投切等事件時(shí),均可以引起電壓暫降。

  在電壓暫降的分析中,通??紤]三個(gè)特征量:電壓暫降幅值、電壓暫降持續(xù)時(shí)間和相位跳變。要想盡可能的控制電壓暫降所帶來的影響,就需要對電壓暫降的3個(gè)特征量進(jìn)行實(shí)時(shí)測量,進(jìn)而采取相應(yīng)的措施進(jìn)行控制,這就要需要高效的分析和計(jì)算方法來提取系統(tǒng)的電壓擾動(dòng)信號。目前常用的分析方法主要有以下幾種:

  (1)方均根值計(jì)算方法:根據(jù)電壓暫降的定義可知,采用方均根值計(jì)算方法可以衡量電壓的暫降程度,然而,方均根值計(jì)算方法所得的電壓暫降持續(xù)時(shí)間與實(shí)際持續(xù)時(shí)間有明顯誤差,同時(shí)不能明確給出電壓暫降起止時(shí)間和電壓暫降的發(fā)生時(shí)可能出現(xiàn)的相位跳變的大小;

  (2)單項(xiàng)電壓變換平均值法:該算法可以得到暫降幅值和相位跳變大小,并且具有較好的實(shí)時(shí)性,但無法檢測電壓暫降的起止時(shí)刻;

  (3)αβ坐標(biāo)變換檢測法:該方法將電壓先經(jīng)過在αβ靜止坐標(biāo)系的變換,再變化到d-q坐標(biāo)系上,容易得到電壓暫降幅值變化和相位跳變的特征量。相比abc-dq變換的檢測算法而言,該算法大大減少了計(jì)算量,但是該算法所用的數(shù)據(jù)不具有同時(shí)性,從而導(dǎo)致此法檢測時(shí)間較長,實(shí)時(shí)性不夠好,而且數(shù)據(jù)的不同時(shí)性常常造成檢測波形出現(xiàn)短時(shí)擾動(dòng),影響檢測精度。

  (4)瞬時(shí)電壓d-q分解法:該算法的思想來源于三相電路瞬時(shí)無功功率,利用abc-dq變換的檢測算法可以瞬時(shí)確定電壓有效值和相位跳變的大小,具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性,適合應(yīng)用于電壓暫降的實(shí)時(shí)補(bǔ)償裝置。

  除了以上所述的檢測方法外,電壓暫降還可采用峰值電壓法、基波分量法以及小波變換等方法來檢測。



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