Повышение точности оценки показателей несинусоидальности напряжения в электроэнергетических системах

• Автор: Елизаров, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.14.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 154 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 АНАЛИЗ И КОНТРОЛЬ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

1.1 Понятие качества электрической энергии

1.2 Показатели качества электроэнергии, характеризующие несинусоидальность напряжения
1.3 Негативные последствия отклонения показателей несинусоидальности напряжения от нормы

1.3.1 Влияние несинусоидальности напряжения

1.3.2 Влияние присутствия промежуточных гармоник

1.4 Обзор приборов контроля показателей КЭ

1.5 Контроль качества электрической энергии

1.5.1 Основные задачи и виды контроля качества электроэнергии

1.5.2 Требования стандарта к контролю качества электроэнергии
1.6 Выводы по разделу
2 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
2.1 Алгоритмы оценки спектральных составляющих напряжения
2.1.1 Алгоритмы оценки частот гармоник напряжения
2.1.1.1 Метод Якобсена (Jacobsen's Modified Quadratic Estimator)
2.1.1.2 Методы Квина (Quinn's Estimator, Quinn's Second Estimator)
2.1.1.3 Методы Маклеода (Macleod's Estimator)
2.1.1.4 Метод Грэндка (Grandke's method)
2.1.1.5 Алгоритм параболической интерполяции (Parabolic Interpolation)
2.1.1.6 Алгоритм интерполяции Гаусса (Gaussian Interpolation)
2.1.1.7 Метод корреляционных функций
2.1.2 Обзор методов определения амплитуд и фаз гармонических составляющих напряжения
2.1.2.1 Интерполяционные методы
2.1.2.2 Метод корреляционных функций
2.2 Модернизация метода корреляционных функций
2.3 Исследование методов оценки спектральных составляющих напряжения
2.4 Выводы по разделу
3 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
3.1 Анализ метода корреляционных функций
3.1.1 Выбороконной функции
3.1.2 Выбор шага формирования эталонов
3.1.3 Выбор количества отсчетов в наборе эталона
3.2 Анализ методов поиска экстремумов функции
3.3 Описание и реализация быстрого метода корреляционных функций
3.4 Методика оценки интергармонических составляющих напряжения
3.5 Выводы по разделу
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРОВЕРКА ДОСТОВЕРНОСТИ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
4.1 Проверка достоверности полученных результатов при проведении эксперимента в лаборатории
4.1.1 Описание схемы эксперимента
4.1.2 Проведение эксперимента и обработка полученных данных
4.2 Проверка достоверности полученных результатов при проведении эксперимента на объекте исследования
4.2.1 Описание схемы эксперимента
4.2.2 Проведение эксперимента и обработка полученных данных
4.3 Выводы по разделу
Заключение

Список литературы
Приложение А - Метод Якобсена
Приложение Б - Методы Квина
Приложение В - Методы Маклеода
Приложение Г - Свойства оконных функций
Приложение Д - Метод Грэндка
Приложение Е - Алгоритм параболической интерполяции
Приложение Ж - Алгоритм интерполяции Гаусса
Приложение И - Метод корреляционных функций
Приложение К - Второй метод Квина
Приложение JI - Модернизированный метод корреляционных функций
Приложение М - Метод рекомендованный в ГОСТ Р 51317.4.7-2
Приложение Н - Метод чисел Фибоначчи
Приложение П - Акт внедрения в учебный процесс
Приложение Р - Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ
Приложение С - Акт внедрения

На рисунке 2.1 номера отсчетов максимума ДПФ и его двух соседних вершин обозначены как к, к +1 и к -1 соответственно. Порядковый номер максимальной гармоники спектра напряжения обозначен как креа^ . Разность между креак и к обозначено как 8 .
2.1.1 Алгоритмы оценки частот гармоник напряжения
На основании исследования материалов [4, 35, 81, 86, 88-96, 98, 99, 101-106,
108-114, 117-121], описывающих методы оценки спектральных составляющих
напряжения, в работе исследованы следующие алгоритмы:
- метод Якобсена (Jacobsen's Modified Quadratic Estimator);
- два метода Квина (Quinn's Estimator, Quinn's Second Estimator);
- два метода Маклеода (Macleod's Estimator);
- метод Грэндка (Grandke's method);
- алгоритм параболической интерполяции (Parabolic Interpolation);
- алгоритм интерполяции Гаусса (Gaussian Interpolation);
- алгоритм, рекомендованный в ГОСТ Р 51317.4.7-2008 (метод по
ГОСТу);
- метод корреляционных функций.
Все алгоритмы, кроме метода корреляционных функций и метода по ГОСТу, являются интерполяционными для нахождения параметров гармоник напряжения. Сутью метода интерполирования является нахождение промежуточных значений величины по имеющемуся дискретному набору известных значений, то есть кривая построенной функции должна точно пройти через имеющиеся точки данных.
Модель напряжения u(t) рассматривается в виде суммы элементарных синусоидальных сигналов разных частот, кратных основной частоте, с наложенным аддитивным белым гауссовым шумом rj{t):