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2021电工杯A题(高铁牵引供电系统)正确做法

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操作很秀,这次A就不出程序了,思路一问一问的放出来,收藏此贴,29日会陆续在此帖更新完整思路

 

先上第一问的正确分析

a

三种工况的电压

三种工况的电流

 

以上数据均为正弦波,符合y=Asin(wx+b)经验公式,其中w可以直接通过每条波的周期确定,就看与x轴交点的间距可确定出T,其他参数可以通过lsqcurvefit函数拟合出关系式

 

正序:A相领先B相120度,B相领先C相120度,C相领先A相120度。

负序:A相落后B相120度,B相落后C相120度,C相落后A相120度。

零序:ABC三相相位相同,哪一相也不领先,也不落后。

 

求零序分量:把三个向量相加求和。即A相不动,B相的原点平移到A相的顶端(箭头处),注意B相只是平移,不能转动。同方法把C相的平移到B相的顶端。此时作A相原点到C相顶端的向量(些时是箭头对箭头),这个向量就是三相向量之和。最后取此向量幅值的三分一,这就是零序分量的幅值,方向与此向量是一样的。

 

求正序分量:对原来三相向量图先作下面的处理:A相的不动,B相逆时针转120度,C相顺时针转120度,因此得到新的向量图。按上述方法把此向量图三相相加及取三分一,这就得到正序的A相,用A相向量的幅值按相差120度的方法分别画出B、C两相。这就得出了正序分量。

 

求负序分量:注意原向量图的处理方法与求正序时不一样。A相的不动,B相顺时针转120度,C相逆时针转120度,因此得到新的向量图。下面的方法就与正序时一样了。

 

有关系式后可以就上述各分量解释,更新相应公式,相加得到新的分量,并绘制曲线图。

 

这里注意是计算每个电压电流的三个分量

 

分析本段内电压和电流不平衡程度的差异,电压还算比较稳定,主要是空载、牵引、制动三个时段时的电流波动比较大,可以通过Lyapunov指数确定三个状态下不同相电流的不平衡度并进行比较,分析说明哪一个状态下对电流影响比较大。除了Lyapunov指数也可以通过常规的平滑算法得到平滑曲线然后取误差作为不平衡度的体现,或者是通过附录2中不平衡度的公式来做均可行。

 

Lyapunov指数法介绍:

用其他可以计算数据紊乱程度的方法都行

 

b

绘制电流的频谱图,通过fft变化,并通过fftshift修正,案例程序

load('Data.mat')

Fs=50;%频率根据a不同波设置

H=4000;%采样个数

x=1:4000;%取数

y=Ia(x);%取数

y0=abs(fft(y,H));%快速傅里叶变换的幅值

y1=fftshift(y0);%幅值修正得到真实幅值

f=x*Fs/H;%将横坐标转化,显示为频率f= n*(fs/N)

figure

subplot(121)

plot(x,y)

subplot(122)%直接FFT结果

plot(f(1:H/2),y0(1:H/2))

xlabel('Frequency');

ylabel('Amplitude');

Z=[f(1:H/2)',y0(1:H/2)];%储存频率及谐波

%以幅值为主进行排序

[~,a]=sort(y0(1:H/2),'descend');%降序

Z=Z(a,:);

Z=[a,Z];

 

Ia、Ib、Ic电流,三个工况下共9个电流,基波就是这9各电流的波形,分别通过fft变化求最大的5个谐波分量幅值及频率,上述程序结果为Z矩阵中的前五个,第一列为第几次波,第二列为对应频率,第三列为幅值,以幅值为优先条件排序取前五个。本问的目的是选出主要的五个谐波的频率和幅值。一幅图了解基波与谐波。

 

 

c

第二问中找到了9个电流的5个主要谐波,有振幅和频率,基波就是这9个电流的波形,选择基波上某个与0的交点带入经验公式可以得到5个谐波的波形公式,同样的求得各工况各电压的5各主要谐波波形公式,附录2中h次就是上方Z矩阵中第一列的数值。本问只带入主要谐波进行质量计算即可,不同工况下的电压和电流结果,可以看作为一个正交实验,附录2中公式计算结果作为正交实验结果,不同工况作为影响因素,可通过方差分析探讨运行工况对电压、电流的影响程度。谐波畸变如下图所示

 

 

接下来探讨Ia、Ib、Ic三个电流的谐波不同工况下,前5的谐波次级、振幅、频率的变化,同样是方差分析法分析影响是否显著,还可以得出对哪个次级的影响最大最小,还有其他可分析的都可以再加上。

 


转载:https://blog.csdn.net/qq_39899679/article/details/117375904
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