网侧变流器谐波分析
1 内容要求
1.1题目
网侧变流器谐波分析
1.2摘要与关键词
1.2.1摘要：研究了网侧变流器谐波的产生的原因，谐波特点，谐波抑制方法。分析了两电平及三电平4象限变流器的主电路拓扑及控制策略。利用双边傅立叶级数法，给出了两种4象限变流器网侧电流的谐波公式，总结了谐波分布规律。编制了CRH2和CRH5型动车组4象限变流器的仿真软件，研究了不同牵引和制动功率下，网侧电流的THD及各次谐波电流大小，验证了理论分析的正确性。Summary：Research network converter harmonic generation of reason, characteristic harmonic, harmonics suppression methods. Analysis of two-level and three-level 4 quadrant converter main circuit topology and control strategies. Using bilateral Fourier series method, gives two side current harmonics 4 quadrant converter network formula, summed up the harmonic distribution. Preparation of CRH2 and CRH5 EMU 4 quadrant converter simulation software, studied under different traction and braking power, net current THD and harmonics of current size, and verifies the correctness of the theoretical analysis.
1.2.2关键词：谐波分析；脉宽调制；电感设计；交流传动；4象限变流器；双边傅立叶变换；仿真；
Key words: harmonic analysis, pulse-width modulation; inductor design AC drives; 4 quadrant converter bilateral Fourier transform; simulation;
1.3正文
1.3.1绪论
交流传动课程设计是交流传动课程重要的实践性教学环节，是对我们学生学习交流传动技术的综合性训练，这种训练是通过我们独立进行某一个课题的分析、设计和仿真来完成的
通过交流课程传动的课程设计要求我们：
根据给定的题目，自己搜集相关资料，并运用所学过的关于电力电子和交流传动的知识内容，对网侧变流器谐波的产生的原因，谐波特点，谐波抑制方法进行分析，并做出相关的仿真。
通过查阅手册和文献资料，培养我们独立分析问题和解决实际问题的能力。
了解几种常见网侧变流器以及其谐波特点，谐波抑制方法，学会电路的仿真设计技能，掌握电路的测试方法及制作方法。
学会撰写课程设计总结报告，培养我们严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
1.3.2设计主体
1.3.
2.1谐波产生原因
从结构来看，变频器可分为间接变频和直接变频两大类。间接变频将工频电流通过整流器变成直流，然后再经过逆变器将直流变换成可控频率的交流。直接变频器则将工频交流变换成可控频率的交流，没有中间的直流环节。它的每一相
都是一个两组晶闸管整流装置反并联的可逆线路。正反两组按一定周期相互切换，在负荷上就获得了交变输出的电压U0,U0的幅值决定于各整流装置的控制角，频率决定于两组整流装置的切换频率。目前应用较多的还是间接变频器。间接变频有三种不同的结构形式：
（1）用可控整流器变压，用逆变器变频，调压和调频分别是在两个环节上
进行，两者要在控制电路上协调配合。
（2）用不控整流器整流斩波器变压、逆变器变频，这种变频器整流环节用
斩波器，用脉宽调压
（3）用不控整流器整流，PWM逆变器同时变频，这种变频器只有采用可控关断的全控式器件（如IGBT等）输出波形才会非常逼真的正弦波。
无论是哪一种的变频器，都大量使用了晶闸管等非线性电力电子元件，不管采用哪种整流方式，变频器从电网中吸取能量的方式均不是连续的正弦波，而是以脉动的断续方式向电网索取电流，这种脉动电流和电网的沿路阻抗共同形成脉动电压降叠加在电网的电压上，使电压发生畸变，经傅里叶分析可知，这种非同期正弦波电流是由于频率相同的基波和频率大于基波频率的谐波组成。
单脉冲整流器谐波分布理论分析
对于单个脉冲整流器来说，其控制方式采用双闭环控制。电压外环采用PI控制器使得实际的直流侧电压Ud跟踪直流侧电压给定值Ud，从而保持直流侧电压稳定。电流内环主要使实际的网侧电流i n跟踪给定的网侧电流i n实现单位功率运行。i n
的幅值和频率通过PI电压外环控制器和锁相环(PLL)得到。由此分析，在电压外环PI控制器中，由于实际直流侧电压有2次纹波，则其输出i n的幅值表达式也含有2倍电网频率的分量，将其与锁相环采样得到的与电网同频率的正弦信号相乘，得到网侧电流的给定值i。，其中必然含有3次谐波，实际网侧电流跟踪给定的网侧
电流，则最终实际网侧电流i。就含有较大3次谐波。与上述分析相同，i。中的3
次谐波通过整流器后，必然会导致网侧电流i。含有5次谐波，依次类推，从理论分析上可以得出，网侧电流中3，5，7，9，11 等奇次谐波含量较大。该型动车组脉冲整流器的开关频率为1 250 Hz，则载波比N一1250／50-25。由于采用单极性SPWM调制，三角载波与正弦调制波相比较来产生PWM驱动信号，其具有对称性，则网侧电流含有的偶次谐波含量较低，主要以奇次谐波为主。由于开关频率远远大于调制波频率，则在一个开关周期内，可以认为调制信号为一恒定量。网侧电流在一个开关周内变化为5次，则可以认为网侧电流含有两倍开关频率左右的谐波，由上分析，电流只含有奇次谐波，则高次谐波主要分布在：2N±1、2N ±3、2N±5等谐波。由于载波比N一25，则高次谐波主要分布在43，45，47，49，51，53，55次等。
图1为一个三电平脉冲整流器的网侧电流谐波特性仿真结果，系统的开关频率为1 250 Hz。由于可以看出低次谐波主要分布在3，5，7，9次，高次谐波主要分布在两倍开关频率左右的43，45，47，49，51，53，55次，验证了上述分析的正确性。多重化整流器的载波移相分析
在电力牵引交流传动系统中，由于大功率的开关器件开关频率较低，为了提高系统的容量和减小网侧输入电流的谐波含量，通常脉冲整流器采用多重化技术。多重化技术的原理是通过变压器耦合的方式将多个相同结构的整流单元按串联或并联的方式组合而成。对于多重化脉冲整流器的调制，采用载波移相技术，其原理是各单元整流器采用共同的调制波，将各单元整流器的三角载波相位相互依次错开一个相同的相位角丌／N7(N7为整流器的单元数)，然后利用PWM技术中的波形生成方式和载波移相技术中的移相叠加得到阶状波，这样做的好处是可以使脉冲整流器输入电流的高次谐波互相错开，并在变压器一次侧电流的谐波总量中使部分谐波相互抵消心]。
由于同一列动车组不同整流器问的三角载波互相错开90。，多台整流器的输入电流高次谐波的峰顶和峰谷正好错开，使电流的高次谐波相互抵消一部分，在变压器一次侧可以得到更接近正弦波的电流波形。实际上，所抵消高次谐波的频率分布在两倍开关频率左右。图2和图3分别为牵引变压器二次侧两个绕组的电流频谱分布的定性仿真结果。图4为牵引变压器一次侧电流的频谱分布仿真结果。仿真结果证明，通过载波移相技术能够很好的消除一次侧电流分布在两倍开关频率左右的高次谐波，即相当于提高系统两倍的等效开关频率。
4象限变流器原理
2．1 两电平4象限变流器原理CRH1，3和5型动车组以及HXD1，2，3型电力机车的整流部分采用的是两电平4象限变流器，其主电路如图1所示。图1中，UN为牵引变压器二次侧电压，U a为直流侧电压，L N和R N分别为二次侧等效电感和电阻，c d为直流侧支撑电容，L0和C0构成二次滤波回路。S1～S4为可关断电力半导体开关器件，由它们构成的桥式逆变器能将中间储能回路或者负载端的能量逆变为交流；D1～D4为功率二极管，由它们构成桥式整流，能将电网的交流电能变为直流，采用一定的控制策略对s1～s4进行导通与关断控制，可以在4象限变流器的输入端，即口6端生成一个与电网同步，基波相位和幅值均可调节的脉宽调制波，记为U d。
CRH2型动车组的整流部分采用的是二极管钳位式三电平4象限变流器，其主电路如图2所示。三电平变流器的直流端存在C1和C2两个支撑电容，其主电路采用8个主开关管(S1a，S2a，S3a，S4a，S1b，S2b，S3b，S4b)和4个钳位二极管(D1～D4)，每个开关管承受的电压为直流侧电压的一半，钳位二极管的作用是把桥臂上与其相连接的点上的电压钳位到零(直流电压中点的电位)，并防止C1(或C2)工作时短路。
PWM原理
两电平4象限变流器常采用双极性倍频PWM控制，原理如图3所示，两个反相的正弦调制波和一个三角载波进行比较，得到的脉冲信号分别用来控制口和b桥功率管的开关。图4所示为三电平4象限变流器采用的反相载波层叠的调制方法，三角载波包含反相的正向载波和负向载波。依据a相调制波ua(开关管S1a，S2a，S3a，S4a所在桥的电压指令)与a相两载波的大小关系，生成三电平PWM信号SA的+1，0，-1。b相调制波Ub与a相相差180度相位。为减少谐波含量，b相载波与a相载波相差180度相位。
4象限变流器谐波分析
根据上述PWM 的调制原理，可利用双边傅立叶级数法对4象限变流器进行谐波分析。双边傅立叶分析方法可以用两种不同频率的三角函数来表示满足条件的实值函数f(t)，其表达式如下：
f t =
1A 00+ A 0n cos nY +B 0n sin nY ∞
n =1+ [A m 0cos mX +B m 0sin mX ]
∞n =1
+ A mn cos(mX +nY )+B mn sin mX +nY ∞
n =1
∞m =1
A mn +j
B mn
=12π2 e j mX +nY dXdY π?π
π?π
式中：X，Y分别为两种不同的频率下随时间t变化的函数。
两电平4象限变流器谐波分析
根据图3所示的两电平4象限变流器调制方式，通过计算式(6)中的积分可得到式(5)中的各个系数A00，A0n，B0n，A m0，B m0，A mn，B mn，从而推导出两电平4象限变流器单相电压的表达式。图1中a，b两点相对于直流中点的电压表达式如下：
u a t=1
U d+
1
MU d cosωm t+β
?
2U d
mπ
sin
mπ
2
J0
mMπ
2
cos mωc t+ma ∞
m=1
?
2U d
sin m?n
π
J n
mMπ
∞
n=?∞
∞
m=1
×cos nωm t+mωc t+nβ+mα7
u b t=1
2
U d?
1
2
MU d cosωm t+β
?
2U d
sin
mπ
J0
mMπ
cos mωc t+ma ∞
m=1
?
2U d
mπ
sin m?n
π
2
J n
mMπ
2
∞
n=?∞
∞
m=1
×cos nωm t+mωc t+nβ+mα8
则图1中输入电压Us可由式(7)、式(8)相减而得，
三电平4象限变流器谐波分析
同理可得到三电平4象限变流器交流电压的表达式，图2中a，b两点相对于直流中点的电压表达式如下：
两式相减可得电压Us的表达式为：
对比式(9)和式(12)可知，同样条件下，两电平与三电平变流器交流电压的谐波次数相同，但各次谐波幅值不同。
4象限变流器谐波电流分析
图5为4象限变流器交流侧的等效电路，有
在实际应用中电阻RN相对于电感感抗来说很小，对输入电流谐波的影响也很小，为了计算简便，下述讨论中将其忽略。考虑到4象限变流器输入端功率因数为1，即有输入电流的基波分量与输入电压“N同相位，将式(9)代入式(13)，计算可得两电平4象限变流器输入电流的表达式为：
同理可得三电平四象限变流器输入电流的表达式为：
4象限变流器处于牵引工况下，式(14)、式(15)-中基波电流取“+”；处于制动工况下，式(14)、式(15)中基波电流取“一”。
对比式(14)、式(15)可知，在同样的开关频率下，两电平和三电平4象限变流器输入电流的谐波分布次数相同，但相同次数的谐波电流的幅值是不同的，与相应的贝塞尔函数值有关。通过计算可知，相同条件下三电平4象限变流器输入电流的THD要小于两电平4象限变流器。
4 仿真结果
本文针对CRH5型和CRH2型动车组两种车型，采用Mat lab软件编制了4象限变流器的仿真程序。
4．1动车组CRH5的仿真
动车组CRH5采用两电平4象限变流器进行“交一直”变换，载波频率为250 Hz。对牵引和制动工况下的4象限变流器进行仿真，牵引变压器二次侧的电压和电流波形如图6所示，牵引时电压与电流同相位，制动时电压与电流反相，保证了高功率因数。
在满负荷550 kW的牵引工况下，4象限变流器网侧电流频谱如图7所示。从图7中可以看出，该变流器的谐波分布在2，4，6?倍的载波频率附近，与式(14)的分析结果一致。其中7，9，11，13次谐波含量较高。
图8给出了CRH5动车组两电平4象限变流器网侧电流的THD值及主要谐波的幅值随功率变化的趋势，输出功率为负时表示制动工况。其中，图8a为仿真结果，图8b为理论计算结果，二者基本相符。可见，当功率发生变化时，4象限变流器网侧电流的THD会随之发生变动，功率的绝对值越小，则电流THD值越大。注入到牵引网的各次谐波电流幅值也会随功率变化而变化，但是变化范围不大。
动车组CRH2的仿真
仿真及试验条件
CRH2型动车组网侧变流器相关参数如下：①电源额定电压1 500 V／50 Hz，额定电流857 A，直流电压3 000V．开关频率为1 250Hz。②变压器短路阻抗21 4％(等效电感1．2mH)，直流支撑电容为8mF，无二次谐振回路。③动车组采用4动4拖编组，4节动车的网侧变流器构成4重化运行。
动车组CRH2采用三电平4象限变流器进行“交一直”变换，载波频率为1 250 Hz。对牵引和制动工况进行仿真，牵引变压器二次侧的电压和电流波形如图9所示，功率因数近似为1。
在满负荷1 200 kW的牵引工况下，变流器网侧电流频谱图如图10所示。电流谐波同样分布在2，4，6，?倍的载波频率附近，主要谐波次数为45，47，49，51，53和55次谐波，与式(15)的理论分析结果一致。但由于CRH2的载波频率较高，因此电流正弦度较CRH5有了明显改善，THD较小。
图11给出了CRH2动车组三电平4象限变流器网侧电流的THD值及主要谐波的幅值随功率变化的趋势。其中，图11a为仿真结果，图11b为理论计算结果。电流的THD 随功率的增大而减小。在各次谐波中，47和53次谐波含量最高，其幅值随功率的增加缓慢下降，而注入牵引网的45，49，51和55次谐波则随功率的增加而略有增大。
结论
本文对两电平及三电平4象限变流器的网侧电流的谐波特性进行了理论分析，并以CRH2和CRH5型动车组为例，进行了计算机仿真，得出了下述结论。
1)单相两电平与三电平4象限变流器的输入电流谐波均为次，各次
谐波的幅值与该次谐波次数及相应载波倍数m的贝塞尔函数有关。相同条件下，三电平变流器的谐波要小于两电平变流器。
2)提高4象限变流器载波频率，可明显降低输网侧电流的谐波含量。
3)网侧电流的THD随4象限变流器功率的增加而降低，但注入牵引网的各次谐波电流幅值变化不大。
基于MATLAB的电力谐波分析
目录 摘要 (2) Abstract (2) 1：绪论 (2) 1.1课题背景 (2) 1.2谐波的产生 (3) 1.3电网中谐波的危害 (5) 1.4研究谐波的重要性 (5) 2：谐波的限制标准和常用措施 (7) 2.1国外谐波的标准和规定 (8) 2.1.1谐波电压标准 (8) 2.1.2谐波电流的限制 (9) 2.2我国谐波的标准和规定 (9) 2.2.1谐波电压标准 (10) 2.2.2谐波电流的限制 (11) 2.3谐波的限制措施 (12) 3：谐波的检测与分析 (15) 3.1电力系统谐波检测的基本要求 (15) 3.2国内外电力谐波检测与分析方法研究现状 (15) 3.3谐波的分析 (18) 3.3.1电力系统电压（或电流）的傅立叶分析 (19) 3.3.2基于连续信号傅立叶级数的谐波分析 (19) 4：电力谐波基于FFT的访真 (21) 4.1快速傅立叶变换的简要和计算方法 (21) 4.1.1快速傅立叶变换的简要 (21) 4.1.2快速傅立叶变换的计算方法 (21) 4.2 FFT应用举例 (22) 5：结论 (28) 附录： (28) 参考文献： (30) 致谢： (30)
基于MATLAB的电力谐波分析 学生： 指导老师： 电气信息工程学院 摘要：电力系统的谐波问题早在20世纪20年代就引起人们的注意，到了50年代和60年代，由于高压直流输电技术的发展，发表了有关换流器引起电力系统谐波问题的大量论文。70年代以来，由于电力电子技术的飞速发展，各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，谐波所造成的危害也日趋严重。世界各国都对谐波问题予以充分的关注。 本文首先对目前国内外电力谐波检测与分析方法进行了综述与展望，并对电力谐波的基本概念、性质和特征参数进行了详细的分析，给出了谐波抑制的措施。并得出基于连续信号傅立叶级数的各次谐波系数的计算公式，推导了该计算公式与MATLAB函数FFT计算出的谐波系数的关系。实例证明：准确测量各次谐波参数，对电力系统谐波分析和抑制具有很大意义，可确保系统安全、可靠、经济地运行。同时实验结果表明，该法对设备要求不高，易于实现。 关键字：MA TLAB电力谐波分析 Harmonic Analysis of Electric Power System Based On Matlab Student: Teacher: Electrical and Information Engineering Abstract:The harmonic problem of electric power system has caused the attention of people in1920s and 1930s.Until 1950s,owing to the development of high voltage direct current transportation electricity technology,people published a large number of theses about the electricity power system harmonic problem,which caused by the current transform device.Since 1970s,because of the speedly development of eletricity power electronics technology,the various electric power electronics devices were applied extensively in the electric power system,industry,traffic and family,but the harm which the harmonic creates was serious more and more.Many country of the world all pay attention to the harmonic problem. Summary and Prospects of the first domestic and international power harmonics detection and analysis methods, and power harmonics of the basic concepts of the nature and characteristic parameters of a detailed analysis, given a harmonic suppression measures. Obtained based on the
考虑各向异性的辅助变流器用变压器模态分析
V ol 38No.Z1 Apr.2018 噪 声与振动控制NOISE AND VIBRATION CONTROL 第38卷第Z1期2018年4月 文章编号：1006-1355(2018)Z1-0383-05 考虑各向异性的辅助变流器用变压器模态分析 鲁文波1，王永胜2 （1.上海海基盛元信息科技有限公司，上海200235；2.株洲中车时代电气股份有限公司技术中心，湖南株洲412001） 摘要：变压器模态参数的准确计算是研究变压器振动噪声问题的前提，以往对变压器器身进行实体建模，并将绕组与铁心材料按各向同性处理的常规模态分析方法存在计算精度上的缺陷，影响振动分析结果。为了准确模拟变压器等效结构，从而准确计算变压器模态参数，本文计算分析了变压器铁心结构各向异性、绕组结构各向异性、撑条结构各向异性等对变压器固有频率计算结果的影响，通过合理设置零部件等效材料属性与接触关系，较准确地计算了变压器的主要阶次固有频率。与实测相比，主要模态频率计算平均误差在5％以内，验证了方法的合理性。 关键词：振动与波；变压器；各向异性；模态分析；固有频率中图分类号：TH113.1；TB532 文献标志码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-1355.2018.Z1.081 Modal Analysis with Anisotropy for Auxiliary Transformer LU Wenbo 1,WANG Yongsheng 2 （1.Shanghai Hikey-Sheenray Information Technology Co.Ltd.,Shanghai 200235,China;2.Technology Center,Zhuzhou CRRC Electric Times Co.Ltd.,Zhuzhou 412001,Hunan China ） Abstract :The accurate calculation of transformer modal is a prerequisite for the research on vibration and noise of transformer.The conventional modal analysis method including entity modeling and isotropic treatment for winding and core material has shortcomings of computational accuracy,which affect the vibration analysis results.In order to accurately simulate the transformer equivalent model and calculate the transformer modes,the anisotropy influence of the core,winding,and bar structure on the transformer natural frequency were analyzed.The accurate calculation results of the principal natural frequency of the transformer were obtained by reasonably setting equivalent material properties and https://www.wendangku.net/doc/1316381993.html,paring with the experimental results,the mean error of the frequency of the principal modes is less than 5％,which validates the accuracy of the proposed method. Keywords :vibration and wave;transformer;anisotropy;modal analysis;natural frequency 辅助变流器用变压器是电力机车用辅助变流器的重要组成部分，其振动噪声特性直接影响整柜噪声水平，造成噪声污染，研究并降低辅助变流器用变压器的振动噪声很有必要。当激振力频率与变压器某阶数固有频率接近时，结构会发生较大振动，成为振动噪声的主要原因[1]。目前变压器噪声分析多以试验分析[2]与工程治理[3–4]为主，准确计算变压器模态与振动对解决其振动噪声问题具有重要意义。 收稿日期：2018-03-15 作者简介：鲁文波（1982-），男，湖北省天门市人，博士，主要研 究方向为声源诊断与识别、振动噪声控制。E-mail:wenbo326@https://www.wendangku.net/doc/1316381993.html, 为了研究变压器的振动噪声问题，需准确计算模态参数，并得到合理简化的变压器结构模型，为振动噪声计算分析提供前提。文献[1]采用有限元计算方法计算了带油箱的变压器模态，分别在器身按等效质量块考虑及按质量点考虑下计算分析了模态参数，未考虑复杂变压器器身结构及器身材料对变压器模态的影响；文献[5]计算变压器模态时考虑了实际变压器结构特性，但研究内容主要在变压器结构的实体建模和各向同性材料处理的基础上进行；文献[6]采用有限元方法计算了变压器模态，分别分析了绕组预紧力及铁心压紧力对变压器绕组及铁心模态的影响，未分析接触关系及结构各向异性及接触关系对变压器模态参数的影响；文献[7–8]采用 万方数据
电能质量测试报告
电能质量测试测试报告 测试人员：xxx 报告撰写：xxx 批准：xxx 单位：xxx 2013年3月
目次 1 测试概况 (3) 2 测试依据 (3) 3 测试仪器 (5) 4 测试参数 (7) 5 测试现场接线图 (7) 6 . 4AA12出线测试结果及其分析 (8) 6.1 4AA12出线电压水平 (8) 6.1.1出线电压有效值 (8) 6.1.2出线电压偏差 (8) 6.1.3出线电压有效值变化趋势 (9) 6.1.4分析结论 (10) 6.2 电压总畸变率 (10) 6.3 电压不平衡度 (12) 6.4 电压闪变 (13) 7、3AA16出线测试结果及其分析 (13) 7.1 3AA16出线电压水平 (13) 7.1.1出线电压有效值 (13) 7.1.2 出线电压偏差 (14) 7.1.3出线电压有效值变化趋势 (14) 7.1.4分析结论 (15) 7.2 电压总畸变率 (15) 7.3 电压不平衡度 (17) 7.4电压闪变 (17) 8 测试结论 (18)
1 测试概况 xxx有两台UPS电源，主要用于给BCS医疗系统供电。该UPS由泰高系统有限公司提供，型号为：RSOAVR 60KVA/380V 在线式，每个电源柜中装载29块（阳光）电池，使用至今电池未发现漏液现象。 近期以来，晚上开启日用灯后，该UPS电源柜偶尔会发生异常报警（三声报警，无信息提示），具体原因不详。为了分析该报警是否与谐波污染有关系，该公司拟对UPS电源380V母线及出线的谐波水平进行测试。 应xxx公司要求，2016年xx月xx日至xx月xx日，xxxxxx有限公司对xxxx有限公司两台UPS供电设备出口母线进行了一次谐波测试。 2 测试依据 该项测试依据GB/T14549-93电能质量公用电网谐波国家标准进行。 GB/T14549-93各级电压等级谐波限值规定如下表1, 公共连接点的全部用户向该点注入的谐波电流允许值见表2。 ???????? 表1：公用电网谐波电压（相电压）限值
变流器基本原理
1、双馈型风力发电系统的运行原理 双馈型风力发电系统结构图如图1所示，由风轮机、齿轮箱、变桨结构、偏航机构、双馈电机、变流器、变压器、电网等构成。其工作过程为：当风吹动风轮机转动时，风轮机将其捕获的风能转化为机械能再通过齿轮箱传递到双馈电机，双馈电机将机械能转化为电能，再经变流器及变压器将其并入电网。通过系统控制器及变流器对桨叶、双馈电机进行合理的控制使整个系统实现风能最大捕获，同时，通过对变桨机构、变流器及Crowbar 保护电路的控制来应对电力系统的各种故障。 双馈异步发电机的定子与转子两侧都可以馈送能量，由于转子侧是通过变频器接入的低频电流起到了励磁作用， 因此又名交流励磁发电机。双馈异步发电机主机结构特点是：定子与一般三相交流发电机定子一样，具有分布式绕组；转子不是采用同步发电机的直流集中绕组，而是采用三相分布式交流绕组，与三相绕线式异步机的转子结构相似。正常工作时，定子绕组并入工频电网，转子绕组由一个频率、幅值、相位都可以调节的三相变频电源供电，转子励磁系统通常采用交-直-交变频电源供电。 图1、双馈风力发电系统结构图 双馈异步发电机在稳态运行时，定子旋转磁场和转子旋转磁场在空间上保持相对静止，此时有如下数学关系表达式： 12 r n n n =±2160 f n n f r p ±=
12 11 r n n n s n n ?==±式中，1n 、r n 、2n 分别为定子电流产生磁场的旋转速度、转子旋转速度和转子电流产生磁场相对于转子的旋转速度，1f 、2f 分别为定、转子电流频率，p n 为发电机极对数，s s n n n s ?=为发电机的转差率。由上式可知，当发电机转子转速r n 发生变化时，若调节转子电流频率2f 相应变化，可使1f 保持恒定不变，实现双馈异步发电机的变速恒频控制。当r n <1n 时，电机处于亚同步速运行状态，转子旋转磁场相对于转子的旋转方向与转子旋转方向相同，变频器向转子提供交流励磁，定子向电网馈出电能；当r n >1n 时，电机处于超同步速运行状态，转子旋转磁场相对于转子的旋转方向与转子旋转方向相反，此时定、转子均向电网馈出电能；当r n =1n 时，2f =0，变频器向转子提供直流励磁，此时电机作为普通隐极式同步发电机运行。 双馈电机转子侧接变流器，其调速的基本思想就是要在转子回路上串入附加电势，通过调节附加电势的大小、相位和相序来实现双馈调速。与传统的直流励磁同步发电机相比，双馈异步发电机励磁系统的调节量由一个变为三个，即励磁电流的幅值、频率和相位。所以，调节励磁不仅可以调节发电机的无功功率，还可以调节发电机的有功功率和转子转速。因此，该电机在提高电力系统稳定性、变速运行能力方面有着优良的特性。 2.变速恒频双馈风力发电机运行工况 2.1双馈电机在不同工作状态下的功率分布流程 从上面对双馈电机的分析，我们可以建立双馈电机在不同情况下的运行状态，并且同时分析在该种情况下的功率流程。主要讨论的是定子侧功率1P （向电网输出电能时为正，吸收电网电能时为负），转差功率s P （向电网馈送电能时为正，吸收电网电能时为负）和机械功率mec P （电机吸收机械功率为正，电机输出机械功率时为负）。 1）双馈电机运行于超同步发电机情况下： 整个风机的机械效率 同步转速
电路分析基础谐波分析法
电路分析基础谐波分析法 本章实训谐波分析法的验证 实训任务引入和介绍 在电路分析的应用过程中～遇到非正弦周期电流电路的情况并不少见。有时候～电流波形非常简单,如矩形波、三角波等,～可以通过简单的计算得出其有效值、平均值及平均功率,但有时候非正弦周期电流的波形非常复杂～那么通过谐波分析法来进行电路分析就显得尤为重要。本次实训我们就以一个简单的电路为基础～通过简单的理论计算和实际测量的结合来验证谐波分析法。 实训目的 1.掌握非正弦周期电流电路的测量方法, 2.理解谐波分析法的基本原理, 3.学会用谐波分析法进行简单的电路分析。 实训条件 100V直流电源、150V/50Hz交流电源、100V/100Hz交流电源、功率计、 R=10Ω、L=1H、 3C=1.11*10uF、电压表、电流表。 操作步骤 (1)连接电路。 如图5-12所示，将在直流、交流电源串联，根据叠加定理，可以知道电路中的电流为非正弦周期电流，且该信号可以分解为100V直流、150V/50Hz交流、100V/100Hz电源给出的信号。
图5-12 实训电路 (2)理论计算。 已知: U,100，150sin,t，100sin(2,t,90:)V s R,10, 1X,,90,， c,C X,,L,10, L ? 直流分量作用于电路时，电感相当于短路，电容相当于开路。故有: I,0,U,0,P,0000 ? 一次谐波作用于电路时，有: 150 U,，0:Vs12 150，0:U2s1 I,,,1.32，82.9:A1R，j(X,X)10，j(10,90)L1C1 U,1.31，82.9:(10，j10),18.5，127.9:V1 ? 二次谐波作用于电路时，有: 100，,90:U2s2 I,,,2.63，,21.8:A2R，j(X,X)10，j(20,45)L2C2 U,2.63，,21.8:(10，j20),58.8，41.6:V2
风电变流器简介
风电变流器简介 快速浮点运算能力的“双DSP的全数字化控制器”；在发电机的转子压定向矢量控制策略；系统具有输入输出功率因数可调、自动软并网变流器采用三相电压型交-直-交双向变流器技术，核心控制采用具有防尘、防盐雾等运行要求。 变流器可根据海拔进行特殊设计，可以按客户定制实现低温、高温、和最大功率点跟踪控制功能。功率模块采用高开关频率的IGBT功率QHVERT-DFIG型风电变流器基本原理 器件，保证良好的输出波形。这种整流逆变装置具有结构简单、谐波制，是目前双馈异步风力发电机组的一个代表方向。 变流器工作原理框图如下所示： 统，实现了基于风机最大功率点跟踪的发电机有功和无功的解耦控能质量。这种电压型交-直-交变流器的双馈异步发电机励磁控制系含量少等优点，可以明显地改善双馈异步发电机的运行状态和输出电变流器提供实时监控功能，用户可以实时监控风机变流器运行状态。侧变流器实现定子磁场定向矢量控制策略，电网侧变流器实现电网电本文将针对市场上主流的双馈型风电变流器进行简介。 型风电变流器系统功能 变流器通过对双馈异步风力发电机的转子进行励磁，使得双馈发电机关，目前已实现规模化的生产。 06年成功研制第一台风电变流器以来，不断寻求技术革新严把质量风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，我国变流器配电系统提供雷击、过流、过压、过温等保护功能。 的定子侧输出电压的幅值、频率和相位与电网相同，并且可根据需要风能资源丰富，近几年来国家政策也大力扶持风电产业。我公司自求扩展），用户可通过这些接口方便的实现变流器与系统控制器及风进行有功和无功的独立解耦控制。 机和电网造成的不利影响。 变流器提供多种通信接口，如Profibus, CANopen等（可根据用户要场远程监控系统的集成控制。 变流器控制双馈异步风力发电机实现软并网，减小并网冲击电流对电转子侧逆变器、直流母线单元、电网侧整流器。 原理图如下： 控制器、监控界面等部件。 变流器主回路系统包含如下几个基本单元： QHVERT-DFIG型风电变流器系统构成 变流器由主电路系统、配电系统以及控制系统构成。包括定子并网开关、整流模块、逆变模块、输入/输出滤波器、有源Crowbar电路、功率柜主要由功率模块、有源Crowbar等构成。 功率柜：主要负责转子滑差能量的传递。 并网柜：主要用于变流器与发电机系统和电网连接控制、一些控制信控制柜主要由主控箱、PLC、滤波器、电源模块等组成。 并网柜主要由断路器、接触器、信号采集元件、UPS、加热器、信号变流器控制结构框图如下： 接口部分等构成。 号的采集以及二次回路的配置。 上述各功能分配到控制柜、功率柜、并网柜中： 约了机舱空间，柜中还可提供现场调试的220V电源。 成有并网控制系统，用户无须再配置并网柜，提高了系统集成度，节制指令,控制变流器的运行状态 控制系统由高速数字信号处理器（DSP）、人机操作界面和可编程逻配电系统由并网接触器、主断路器、继电器、变压器等组成，自身集辑控制器（PLC）共同构成。整个控制系统配备不间断电源（UPS），控制柜：控制柜主要对采集回的各种模拟数字信号进行分析,发出控便于电压跌落时系统具有不间断运行能力。 成功满发，截止目前运行状态稳定。 附：北京清能华福风电技术有限公司简介 目前在赤峰、大安等风场正陆续进行变流器吊装施工。 限公司自主研发的1.5MW风电变流器在国电联合动力技术有限公司北京清能华福风电技术有限公司成立于2006年7月，由“国内高压变求。 2009年12月28日经过2天的现场调试，北京清能华福风电技术有及其现场调试所相关技术人员的支持下，已于哲里根图风场全部并网公司坐落于中关村科技园，依托清华大学电力系统国家重点实验室的厚的资金、科研、市场、服务实力，为国家大力鼓励、扶持的风力发电事业，提供其拥有自主知识产权的核心装备——兆瓦级风力发电机变流器及其电控系统。一流技术以及利德华福专业化、规模化、现代化的生产厂房，凭借雄以达到满功率发电和连续运行的要求，系统品质达到了风场应用的要资控股，是专门从事开发、制造风电变流器与控制系统产品的高新技术企业。 频器领域最具影响力的企业”——北京利德华福电气技术有限公司投3月至今，在河北建设投资公司和东方汽轮机有限公司的支QHVERT-DFIG型风电变流器具有以下一些特点： 优异的控制性能 完备的保护功能 少发电机损耗，提高运行效率，提升风能利用率。 风速范围内的变速恒频发电，改善风机效率和传输链的工作状况，减 型风电变流器技术特征 型风电变流器可以优化风力发电系统的运行，实现宽良好的电网适应能力 具备高可靠性，适应高低温、高海拔等恶劣地区运行 变流器在河北海兴风电场成功并网发电，通过240小时验收，目前已无故障连续运行8000多小时。成功经历了夏季高温、冬季降雪后的持下，北京清能华福风电技术有限公司自主研发生产的1.5MW风电QHVERT-DFIG型风电变流器最新动态 模块化设计，组合式结构，安装维护便捷 2丰富的备品备件；专业、快速的技术服务 低温、海边盐雾等运行环境的考验，事实证明了：清能华福变流器可
实验一--谐波分析实验
实验一 谐波分析实验 （波形分解、合成不失真条件研究） 一、实验目的 1．了解分解、合成非正弦周期信号的物理过程。 2．观察合成某一确定的周期信号时，所必须保持的合理的频率结构，正确的幅值比例和初始相位关系。 二、实验原理 对某一个非正弦周期信号X （t ），若其周期为T 、频率为f ，则可以分解为无穷项谐波之和。即 ∑∞ =++=100)2sin(n n n t nf A a φπ (1－1) 上式表明，各次谐波的频率分别是基波频率0f 的整数倍。如果f （t ）是一个锯齿波，其波形如图1.1所示，则其数学表达式为： )21()()(0,2 )(-=+≤≤-=t x nT t x T t E t T E t x 对f （t ）进行谐波分析可知 所以 即锯齿波可以分解成为基波的一次、二次…n 为基波幅 值的n 1这些谐波可以合成为一个锯齿波。 同理，只要选择符合要求的不同频率成份和相应的幅值比例及相位关系的谐波，便可近似地合成相应的方波、三角波等非正弦周期波形。 三、实验内容及操作步骤 利用计算机及Excel 、Matlab 或其它应用软件完成下面的工作： 1．合成方波
①观察基波与三次谐波幅值分别为1、1/3，相位差为零时的合成波波形； ②再分别将5次、7次、9次…谐波叠加进去（各次谐波的幅值为1/n，注 意各次谐波与基波间的相位关系），观察并记录合成波的波形，找出合 成波的形状与谐波次数之间有何关系。 ③分别改变3次、5次谐波与基波间的相角，研究谐波间相角改变对合成 波形的影响，并记录波形。 ④分别改变3次、5次谐波与基波间的幅值比例关系，研究谐波间幅值比 例改变对合成波形的影响，并记录波形。 2．合成锯齿波 参照合成方波的步骤（选择最高次谐波数不得低于9），研究各谐波间的 幅值、相位关系，并与方波做比较，记录波形。 3．合成三角波 参照合成方波的步骤（选择最高次谐波数不得低于9），研究各谐波间的 幅值、相位关系，并与方波、锯齿波做比较，记录波形。 四、实验报告要求 1．记录下每一步骤下的不同波形，将谐波与合成波形用不同色彩绘在同一图上，并加以说明。 2．讨论以下问题 ①在合成波形时，各次谐波间的相角关系与幅值比例关系，哪一个对 合成波形的影响大？ ②如果用正弦波去合成波形，在合成三角波时，三次谐波的相位与合 成方波、锯齿波时的相位是否一样？ ③在一般的常规应用中，对于100HZ的方波、锯齿波及三角波信号， 你认为所应考虑的频段范围各应为多少？ 3．回答下列思考题。 （1）如果将图1.1 一下使之成为图1.3 并比较二者同异之处。
电力系统谐波检测与分析毕业设计论文
毕业设计（论文）题目：电力系统谐波检测与分析
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 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：日期：年月日 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，同意学校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。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
S参数和谐波平衡仿真分析 实验报告
实验报告 课程名称： ADS射频电路设计基础与典型应用实验项目名称： S参数和谐波平衡仿真分析 学院：工学院 专业班级：11信息工程 姓名： 学号：1195111016 指导教师：唐加能 预习报告
一、实验目的 本节实验课程将通过给出一个放大器S参数仿真历程的原理图与谐波平衡仿真历程的原理图，并将其电路通过仿真来实现，从而帮助大家对这两种模型有进一步的理解与认识。 二、实验仪器 PC，ADS仿真软件 三、实验原理 S参数仿真中各项需要用到的模型介绍 （1）放大器模型Motorola_PA S参数仿真原理图SP1.dsn中的放大器是一个电路模型。Motorola_PA是这个电路模型的符号。 图1 Motorola_PA 电路模型 Motorola_PA符号有子电路，它的特性是由子电路来决定，查看子电路的具体步骤如下：在原理同SP1.dsn中，单击按钮，再单击Motorola_PA电路模型。 其中的Motorola_Mosfet_Model也有子电路，可以通过相同方法进入查看。 图2 Motorola_Mosfet_Model电路模型 （2）终端负载Term
在S参数仿真中，各个端口都要加载终端负载Term。 （在本次S参数仿真中，电路输入端口没有加源，而在输入端口采用终端负载Term。） 图3 Term电路模型 （3）直流电压源 在SP1.dsn原理图中，有两个直流电压源V_DC,他们给放大电路提供静态工作点。 图4 直流电压源的电路模型 （4）S参数仿真控制器 SP1,.dsn原理图中，S参数的仿真控制器S-PARAMETERS用于设置所用到的参数，双击可以进入设置界面 图5 仿真控制器的电路模型
3MW风电变流器型式试验大纲
编号：变流器型式试验大纲 编制：刘敏涛 审核： 批准： 发布日期：
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目录 1背景范围 (1) 2引用依据及标准 (1) 3试验条件 (1) 3.1正常实验环境条件 (1) 3.2测量仪器仪表 (1) 4试验项目及方法 (1) 4.1试验项目 (1) 4.2模拟试验平台 (2) 5测试内容及方法 (3) 5.1设备安全性检查 (3) 5.1.1机体及结构质量检查 (3) 5.2绝缘耐压试验 (4) 5.2.1绝缘电阻测定试验 (4) 5.2.2绝缘强度试验 (4) 5.3功能试验 (5) 5.4加载试验 (5) 5.5电网适应能力试验 (6) 5.5.1电网电压适应能力试验 (6) 5.5.2电网频率适应性 (6) 5.6效率试验 (7) 5.7电网侧功率因数测定试验 (8) 5.8总谐波畸变率测量试验 (8) 5.9直流电流含量测定试验 (8) 5.10过载能力试验 (9) 5.11稳定性运行时间试验 (9) 5.12温升试验 (10) 5.13辅助器件检查 (10) 5.14保护功能试验 (11)
5.14.1过电流保护试验 (11) 5.14.2缺相保护试验 (11) 5.14.3接地故障保护试验 (12) 5.14.4冷却系统故障保护试验 (12) 5.14.5过热保护试验 (12) 5.14.6过/欠压保护试验 (13) 5.14.7过/欠频保护 (13) 5.14.8通讯故障保护试验 (14) 5.14.9电网断电保护试验 (14) 5.14.10浪涌过电压保护试验 (14) 5.14.11恢复并网保护试验 (15) 5.14.12变流器无功支持保护试验 (15) 5.15通讯试验 (16) 6参考文件 (16)
风电变流器项目申报材料
风电变流器项目 申报材料 规划设计/投资方案/产业运营
摘要说明— 目前，风电作为应用最广泛和发展最快的新能源发电技术，已在全球 范围内实现规模化应用。在风力发电设备中，风电变流器是风力发电机组 不可缺少的能量变换单元，是风电机组的关键部件之一。风电变流器的行 业规模一般以风电机组装机容量衡量。 该风电变流器项目计划总投资14381.39万元，其中：固定资产投资11092.81万元，占项目总投资的77.13%；流动资金3288.58万元，占项目 总投资的22.87%。 达产年营业收入26846.00万元，总成本费用21187.27万元，税金及 附加244.59万元，利润总额5658.73万元，利税总额6683.83万元，税后 净利润4244.05万元，达产年纳税总额2439.78万元；达产年投资利润率39.35%，投资利税率46.48%，投资回报率29.51%，全部投资回收期4.89年，提供就业职位419个。 报告内容：项目总论、投资背景及必要性分析、市场调研预测、产品 规划、项目建设地研究、项目土建工程、工艺先进性分析、项目环保研究、职业保护、风险评价分析、项目节能分析、项目实施计划、项目投资计划 方案、经济效益评估、综合评价结论等。 规划设计/投资分析/产业运营
风电变流器项目申报材料目录 第一章项目总论 第二章投资背景及必要性分析第三章产品规划 第四章项目建设地研究 第五章项目土建工程 第六章工艺先进性分析 第七章项目环保研究 第八章职业保护 第九章风险评价分析 第十章项目节能分析 第十一章项目实施计划 第十二章项目投资计划方案 第十三章经济效益评估 第十四章招标方案 第十五章综合评价结论
风电变流器简介
风电变流器简介 风能作为一种清洁得可再生能源,越来越受到世界各国得重视,我国风能资源丰富,近几年来国家政策也大力扶持风电产业。我公司自06年成功研制第一台风电变流器以来,不断寻求技术革新严把质量关,目前已实现规模化得生产。 本文将针对市场上主流得双馈型风电变流器进行简介。 QHVERT-DFIG型风电变流器系统功能 变流器通过对双馈异步风力发电机得转子进行励磁,使得双馈发电机得定子侧输出电压得幅值、频率与相位与电网相同,并且可根据需要进行有功与无功得独立解耦控制。 变流器控制双馈异步风力发电机实现软并网,减小并网冲击电流对电机与电网造成得不利影响。 变流器提供多种通信接口,如Profibus, CANopen等(可根据用户要求扩展),用户可通过这些接口方便得实现变流器与系统控制器及风场远程监控系统得集成控制。 变流器配电系统提供雷击、过流、过压、过温等保护功能。 变流器提供实时监控功能,用户可以实时监控风机变流器运行状态。变流器可根据海拔进行特殊设计,可以按客户定制实现低温、高温、防尘、防盐雾等运行要求。 QHVERT-DFIG型风电变流器基本原理 变流器采用三相电压型交-直-交双向变流器技术,核心控制采用具有快速浮点运算能力得“双DSP得全数字化控制器”;在发电机得转子侧
变流器实现定子磁场定向矢量控制策略,电网侧变流器实现电网电压定向矢量控制策略;系统具有输入输出功率因数可调、自动软并网与最大功率点跟踪控制功能。功率模块采用高开关频率得IGBT功率器件,保证良好得输出波形。这种整流逆变装置具有结构简单、谐波含量少等优点,可以明显地改善双馈异步发电机得运行状态与输出电能质量。这种电压型交-直-交变流器得双馈异步发电机励磁控制系统,实现了基于风机最大功率点跟踪得发电机有功与无功得解耦控制,就是目前双馈异步风力发电机组得一个代表方向。 变流器工作原理框图如下所示: QHVERT-DFIG型风电变流器系统构成
谐波测量分析系统设计
《虚拟仪器技术》课程设计任务书(三) 题目：谐波测量分析系统设计 一、课程设计任务 随着科学技术的发展，各种电子产品在电力系统中得到大量应用，特别是各种非线性负载包括可控整流传动装置及高压直流输电系统的投入，以及各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛，理想电力系统的近似程度变差，直接表现是电网中的电压和电流波形产生周期性畸变。电网中除了与供电电源同频率的正弦量(称为基波分量)以外，还出现了一系列大于基波频率整倍数的正弦波分量(高次谐波分量)。这一系列正弦分量统称为电力谐波。当电网中存在的谐波成分超过一定指标，轻者增加能耗，缩短设备运行寿命，重则造成停电事故，直接影响安全生产。所以，对电网中谐波含量准确的测量，确切掌握电网中谐波的实际状况，对于防止谐波危害、维护电网的安全运行是十分必要的。 LabVIEW具有强大的信号分析与数学运算功能，在它的数学分析库中包含了数以百计的VI 程序，能够进行各种时域与频域信号分析。 本课题通过虚拟仪器LabVIEW图形化软件开发平台，设计一种谐波测量分析系统。本课题中系统的功能实现采用虚拟仪器技术的思想，选择开放式的LabVIEW虚拟仪器软件开发平台，将LabVIEW软件引入到谐波测量分析系统中，能模拟测量低压配电系统的基波电流，基波频率，总畸变率THD、thd，2－31次各次谐波电流含有率等参数。具体指标与要求如下： (一) 要求设计一个通道的正弦信号发生器以模拟实际电流，具体要求为： 1、频率围：0.001Hz～100KHz； 2、幅值：0～200A，可选； 3、直流偏置：0～100V，可选； 4、可调整幅值、相位、频率；调整后无须重新启动（提示：用循环结构）； 5、在产生的信号中可以加入高斯噪声。 (二) 谐波测量分析系统能模拟测量低压配电系统的基波电流，基波频率，总畸变率THD、thd，2－31次各次谐波电流含有率、直流含量等参数。 (三) 谐波测量分析系统可以对产生的正弦信号进行频谱分析，得到相关的频谱图。 （四）所有测量分析的参数都要在系统前面板中进行显示，所产生的正弦信号及其频谱图要求分别进行波形显示。
电力系统谐波分析
海南大学 课程论文 题目：电力系统谐波分析 学号： B0736039 姓名：陈肖前 年级： 07电气1班 学院：机电与工程学院 系别：电气系 专业：电气工程及其自动化 指导教师：王海英 完成日期： 2010 年 06月 15 日
摘要 谐波对电力系统和用电设备产生了严重的危害及影响，而小波变换为电力系统谐波信号分析提供了有力的分析工具。与Fourier变换相比，小波变换是时间频率的局部化分析，它通过伸缩平移运算对信号逐步进行多尺度细化，最终达到高频处时间细分，低频处频率细分，能自动适应时频信号分析的要求，从而可聚焦到信号的任意细节，解决了Fourier变换的困难问题，成为继Fourier变换以来在科学方法上的重大突破。有人把小波变换称为“数学显微镜”。 本设计探讨了小波变换的基本原理之后，就如何应用小波工具箱对系统的谐波信号进行了分析。主要内容如下： 首先，采用小波变换进行谐波检测的方法进行了系统仿真，通过仿真验证了小波分析具有时域和频域的双重分辨率，能够较好的解决傅立叶分析所不能解决的问题。 其次，在谐波分析中，采用小波分析算法，不仅能正确的得到各次谐波，而且对用傅立叶分析没法解决的有关信号的暂态分量的提取，暂态分量时间的定位，电压、电流波形的间断、突起、凹陷和瞬态分量的检测都具有较好的效果。 最后MATLAB仿真的结果验证了本文的分析方法的正确性和有效性。基本达到了实验目的。 关键词：谐波分析小波理论MATLAB
Abstract Harmonics have a serious danger and affect in the power system and electrical equipment, but wavelet transform can provides a powerful analytical tool for harmonics signal analysis. Compared with the Fourier transform, wavelet transform is the localized analysis of time frequency, which refines the signal multi-scale by scalabling and shifting operation step-by-step. Finally it meets the requirement of high-frequency time and low-frequency frequency subdivided, and of automatically adapting to time-frequency signal analysis. It can focus on arbitrary particulars of signal , solving the difficult problems of the Fourier transform. It is a major breakthrough in science method since the Fourier transform. Someone praised wavelet transform as the “mathematical microscope”. After discussing the basic principles of wavelet transform, this Design discussed how to use the wavelet toolbox to analy the harmonic signals. They are as follows: Firstly, the Harmonic Detection method was simulated by Wavelet Transform, and the simulation shows that the Wavelet Transform has double resolutions in both time and frequency domains, which can solve the problem that the Fourier Transform can't do well. Secondly, we could not only correctly get various orders of harmonics, but also effectively solve how to draw the transient component of the signal ,and how to locate the time of transient component of the signal ,and solve the problem of intermittent and Processes and depression of the voltage and current wave, and solve how to detect transient component,and the Fourie are not available. Finally,MATLAB simulation results verify the correctness and effectiveness of the analytical methods. It achieves the basic purpose of the experiment. Key words: Harmonic measurement Wavelet theory MATLAB
风电变流器简介
风电变流器简介 风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，我国风能资源丰富，近几年来国家政策也大力扶持风电产业。我公司自06年成功研制第一台风电变流器以来，不断寻求技术革新严把质量关，目前已实现规模化的生产。 本文将针对市场上主流的双馈型风电变流器进行简介。 QHVERT-DFIG型风电变流器系统功能 变流器通过对双馈异步风力发电机的转子进行励磁，使得双馈发电机的定子侧输出电压的幅值、频率和相位与电网相同，并且可根据需要进行有功和无功的独立解耦控制。 变流器控制双馈异步风力发电机实现软并网，减小并网冲击电流对电机和电网造成的不利影响。 变流器提供多种通信接口，如Profibus, CANopen等（可根据用户要求扩展），用户可通过这些接口方便的实现变流器与系统控制器及风场远程监控系统的集成控制。 变流器配电系统提供雷击、过流、过压、过温等保护功能。 变流器提供实时监控功能，用户可以实时监控风机变流器运行状态。 变流器可根据海拔进行特殊设计，可以按客户定制实现低温、高温、防尘、防盐雾等运行要求。 QHVERT-DFIG型风电变流器基本原理 变流器采用三相电压型交-直-交双向变流器技术，核心控制采用具有快速浮
点运算能力的“双DSP的全数字化控制器”；在发电机的转子侧变流器实现定子磁场定向矢量控制策略，电网侧变流器实现电网电压定向矢量控制策略；系统具有输入输出功率因数可调、自动软并网和最大功率点跟踪控制功能。功率模块采用高开关频率的IGBT功率器件，保证良好的输出波形。这种整流逆变装置具有结构简单、谐波含量少等优点，可以明显地改善双馈异步发电机的运行状态和输出电能质量。这种电压型交-直-交变流器的双馈异步发电机励磁控制系统，实现了基于风机最大功率点跟踪的发电机有功和无功的解耦控制，是目前双馈异步风力发电机组的一个代表方向。 变流器工作原理框图如下所示： QHVERT-DFIG型风电变流器系统构成 变流器由主电路系统、配电系统以及控制系统构成。包括定子并网开关、整