风光互补发电系统的间谐波检测算法研究

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随着环境的日益破坏以及传统能源的大规模开发和利用,风能,太阳能,潮汐能,等可再生及绿色能源受到人们的重视。人们对新能源的开发和利用得到很大发展,尤其是风能发电和太阳能发电。并网风光互补发电系统(Wind/PV Hybrid Generation System,WPHGS)是综合太阳能和风能的各方优势、互补性,具有较高效率,高利用的新型能源发电系统,在缓解能源危机和解决环境问题上有很好的表现。但是风光互补系统也存在着一些不足,它不仅使得电网产生一系列的谐波与间谐波,使电网电压发生畸变,降低了风能和太阳能的利用率,降低电能质量;还对继电保护装置,测量仪器、精密仪器产生干扰,对通信信号产生干扰。对并网WPHGS的间谐波的检测得到许多国内外专家学者的重视。风光互补发电系统的间谐波有幅值小和种类多,以及实时变化快变等特点,本文对于常见间谐波的检测方法(即快速傅立叶方法,小波算法,经验模态分解(EMD),现代谱估计(Prony),希尔伯特黄(HHT)等)做了对比分析。由于传统的检测方法检测间谐波时,谐波与间谐波的相互干扰,以及在一些实时性的问题使得不能良好的检测间谐波。本文利用改进的加窗插值FFT算法和小波包算法共同检测间谐波。通过对比几种常见的窗函数与插值修正公式,并通过仿真比较检测数据,选出精度高、运算量小的四项三阶Nuttall窗作为最优间谐波检测算法,同时可以在利用小波包算法对间谐波分量进行精确快速的检测。针对本文提出的改进型DFT方法和小波包算法进行仿真对比,验证了本文的方法能够很好的检测并网WPHGS的间谐波,提高了传统检测算法的精度。搭建AD采样模块,并采集现有风光互补发电系统的并网电流信号,利用本文算法进行分析,实现对间谐波含量的检测与计算,使之成为并网WPHGS中间谐波问题的有效解决途径。
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