礦用10kV配電網(wǎng)電能質(zhì)量分析與治理研究
發(fā)布時(shí)間:2017-06-23 15:16
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【摘要】:隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,愈來愈多的大負(fù)荷和大功率器件應(yīng)用到煤礦自動(dòng)化生產(chǎn)中,使得生產(chǎn)率得到大大提高,但是電力電子設(shè)備的引進(jìn)也影響了煤礦電網(wǎng)的電能質(zhì)量。另一方面,隨著大量自動(dòng)化設(shè)備的引進(jìn),提高了煤礦產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化水平,但是對(duì)煤礦配電網(wǎng)中的電能質(zhì)量提出了更高的要求,考慮煤礦電網(wǎng)與負(fù)荷的特殊性,所以對(duì)其電能質(zhì)量進(jìn)行全面的分析和治理是非常必要而且迫切的。論文針對(duì)當(dāng)前煤礦大量使用電力電子設(shè)備負(fù)載對(duì)煤礦配電網(wǎng)電能質(zhì)量造成嚴(yán)重影響的問題,對(duì)礦井通風(fēng)機(jī)和提升機(jī)的特性進(jìn)行論述,分析煤礦電網(wǎng)中幾種常見的電能質(zhì)量問題。本文主要針對(duì)提升機(jī)的用電特點(diǎn)和引起的電能質(zhì)量問題進(jìn)行闡述,在Matlab/Simulink中搭建煤礦生產(chǎn)中主要耗能設(shè)備——提升機(jī)的負(fù)載模型,并對(duì)其工作過程進(jìn)行仿真模擬實(shí)驗(yàn),仿真結(jié)果表明煤礦提升機(jī)直流控制系統(tǒng)給配電網(wǎng)帶來多方面的干擾,電網(wǎng)正弦信號(hào)波受到諧波影響產(chǎn)生畸變,是煤礦電網(wǎng)主要的諧波源。針對(duì)各種電能質(zhì)量問題在煤礦配電系統(tǒng)中同時(shí)出現(xiàn)的情況,需要具有綜合治理多種電能質(zhì)量問題的基礎(chǔ)裝置。論文在分析無源治理、有源治理等多種電能質(zhì)量治理方案的基礎(chǔ)上,提出將統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器引入煤礦電網(wǎng)進(jìn)行電能質(zhì)量治理的方法。在對(duì)三相三線制統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,針對(duì)檢測(cè)和控制這兩個(gè)重要部分進(jìn)行了詳細(xì)的探討。在檢測(cè)部分,首先對(duì)基于無功功率理論的pq檢測(cè)法和p qi?i檢測(cè)法進(jìn)行詳細(xì)的論述,然后對(duì)dq坐標(biāo)系下的檢測(cè)方法進(jìn)行分析,在對(duì)各種檢測(cè)算法進(jìn)行比較之后,確定以派克變換為基礎(chǔ)的提取補(bǔ)償量檢測(cè)新方法,省去鎖相環(huán),從而消除鎖相帶來的誤差,對(duì)其進(jìn)行Simulink仿真,并與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法進(jìn)行對(duì)比比較,仿真結(jié)果驗(yàn)證此方法可以很好地完成檢測(cè)任務(wù)。在控制部分,指出了串聯(lián)側(cè)和并聯(lián)側(cè)補(bǔ)償單元之間存在相互影響的問題,相對(duì)于傳統(tǒng)的控制方案,采用一種改進(jìn)型控制策略,根據(jù)統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的特點(diǎn),對(duì)串、并聯(lián)單元各使用不同的控制方法,對(duì)負(fù)載側(cè)諧波和無功電流、網(wǎng)側(cè)電壓進(jìn)行治理,進(jìn)行Simulink仿真驗(yàn)證可行性并與傳統(tǒng)控制方法進(jìn)行比較,仿真結(jié)果表明新型控制方法可以有效地對(duì)畸變量實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。論文最后搭建以DSP TMS320F2812為核心的統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器硬件電路,包括采集電路、驅(qū)動(dòng)電路和電源電路等硬件電路的詳細(xì)設(shè)計(jì)并制作電路板;以硬件電路為基礎(chǔ)具體闡述了算法軟件設(shè)計(jì)思想以及主程序和模塊子程序的流程圖。
【關(guān)鍵詞】:煤礦電能質(zhì)量 提升機(jī) 統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器 同步坐標(biāo)變換 諧波補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】:太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TM711
【目錄】:
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-10
- 第一章 緒論10-20
- 1.1 研究背景和意義10-11
- 1.2 電能質(zhì)量概述11-14
- 1.2.1 電能質(zhì)量定義11-12
- 1.2.2 電能質(zhì)量類型12-13
- 1.2.3 電能質(zhì)量危害13-14
- 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
- 1.3.1 電能質(zhì)量分析方法研究現(xiàn)狀14-15
- 1.3.2 電能質(zhì)量治理技術(shù)研究現(xiàn)狀15-17
- 1.4 煤礦電網(wǎng)特點(diǎn)分析17-18
- 1.5 研究?jī)?nèi)容18-20
- 第二章 礦井 10kV配電網(wǎng)電能質(zhì)量分析20-32
- 2.1 煤礦電網(wǎng)影響電能質(zhì)量的設(shè)備20-21
- 2.1.1 礦井通風(fēng)機(jī)20-21
- 2.1.2 礦井提升機(jī)21
- 2.2 煤炭行業(yè)電能質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)21-25
- 2.2.1 電壓偏差21-22
- 2.2.2 電壓波動(dòng)與閃變22-23
- 2.2.3 諧波23-25
- 2.3 煤礦電能質(zhì)量基本情況調(diào)研25-26
- 2.4 電能質(zhì)量治理技術(shù)26-30
- 2.4.1 無源治理技術(shù)26-27
- 2.4.2 有源治理技術(shù)27-30
- 2.5 本章小結(jié)30-32
- 第三章 礦井提升系統(tǒng)電能質(zhì)量分析32-44
- 3.1 礦井提升機(jī)特點(diǎn)分析32-33
- 3.2 提升機(jī)引起的電能質(zhì)量問題33-36
- 3.2.1 三相變流器電路工作原理33-34
- 3.2.2 變流器諧波分析34-36
- 3.3 仿真研究及諧波分析36-43
- 3.4 本章小結(jié)43-44
- 第四章 統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器檢測(cè)方法研究44-62
- 4.1 統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器UPQC44-46
- 4.1.1 統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)44-46
- 4.1.2 統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器補(bǔ)償原理46
- 4.2 基于瞬時(shí)無功功率理論的諧波電流檢測(cè)方法46-52
- 4.2.1 pq檢測(cè)方法47-50
- 4.2.2 i_p-i_q檢測(cè)方法50-52
- 4.3 基于dq坐標(biāo)變換檢測(cè)方法52-56
- 4.4 基于dq坐標(biāo)變換除去鎖相環(huán)的檢測(cè)方法56-58
- 4.5 仿真分析58-61
- 4.5.1 基于dq坐標(biāo)變換檢測(cè)方法的仿真58-59
- 4.5.2 基于dq坐標(biāo)變換除去鎖相環(huán)檢測(cè)方法的仿真59-61
- 4.6 本章小結(jié)61-62
- 第五章 統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器控制方法研究62-70
- 5.1 常用驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生方法簡(jiǎn)述62-63
- 5.2 統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器基本控制方法63-66
- 5.2.1 統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器傳統(tǒng)控制方法64
- 5.2.2 統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的仿真與分析64-66
- 5.3 統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器新型控制方法66-69
- 5.3.1 串聯(lián)側(cè)新型控制方法66-67
- 5.3.2 并聯(lián)側(cè)新型控制方法67
- 5.3.3 仿真與分析67-69
- 5.4 本章小結(jié)69-70
- 第六章 硬件設(shè)計(jì)與軟件實(shí)現(xiàn)70-78
- 6.1 硬件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)70-73
- 6.1.1 信號(hào)檢測(cè)調(diào)理電路與過零檢測(cè)電路70-72
- 6.1.2 電壓過零檢測(cè)電路72
- 6.1.3 驅(qū)動(dòng)電路和光耦隔離電路72-73
- 6.2 算法程序設(shè)計(jì)73-77
- 6.2.1 主程序流程74
- 6.2.2 ADC中斷服務(wù)子程序流程74-75
- 6.2.3 保護(hù)中斷服務(wù)子程序流程圖75-76
- 6.2.4 外部中斷服務(wù)子程序流程圖76-77
- 6.3 本章小結(jié)77-78
- 第七章 總結(jié)與展望78-80
- 7.1 總結(jié)78
- 7.2 工作展望78-80
- 參考文獻(xiàn)80-84
- 致謝84-85
- 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文85
【相似文獻(xiàn)】
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1 陳警眾;電能質(zhì)量講座 第四講 電能質(zhì)量改善措施的實(shí)際應(yīng)用[J];供用電;2001年01期
2 ;教育部電能質(zhì)量工程研究中心[J];安徽科技;2002年03期
3 奚s
本文編號(hào):475475
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