一種諧波源辨識方法
2024-02-04 17:47:15
一種諧波源辨識方法
【專利摘要】本發明提出了一種諧波源辨識方法，其方法步驟如下：通過用戶諧波電壓發射水平對諧波汙染進行責任劃分，用戶某次的諧波發射水平通過用戶接入電力系統前後公共連接點處某次諧波電壓或電流的變化量來表示；通過諧波發射水平評估最大限度定位出諧波源的準確點。本發明的有益效果如下：本發明提出的算法能快速確定諧波源來源，準確度高，實用性好，具有很好的工程利用價值。
【專利說明】一種諧波源辨識方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電網公共連接點處諧波源定位【技術領域】，特別是指一種諧波源辨識方 法。
【背景技術】
[0002] 目前，電能的使用越來越依賴於具有可控頻率和可控電壓的電源供應，然而發電 和輸電仍以標稱不變的水平在運行，因此需要某種電源調節或變換形式加以彌補，通常會 採用電力電子設備來實現，這種設備能夠使電壓和電流波形發生畸變。
[0003] 隨著工業的發展，越來越多的非線性工業用戶接入電網，造成大量諧波電流注入 電力系統，諧波電流流經諧波阻抗時，會在電網的公共連接點處產生諧波電壓，使公共連接 點處電能質量惡化，造成電壓波形畸變，影響電網中其他負荷的正常工作。
[0004] 文獻 1《A Norton approach to distribution network modeling for harmonic studies》、文獻2《諧波源的識別及其與非諧波源的分離方法》、文獻3《A Norton approach to distribution network modeling for harmonic studies》和文獻4《基於改進Madaline 網絡的諧波發射水平估計》等採取了等效電路模型對單個諧波源的諧波發射水平進行評估 的思路，雖然基於等效電路模型進行諧波源的定位研究是非常有益的探索，但由於負荷、電 網參數和系統運行工況的不斷變化，建立起系統側和諧波源側的準確等效電路仍存在一定 難度。
[0005] 目前，涉及多諧波源諧波責任劃分的研究較少，而在實際電力系統中，公共連接點 處的諧波往往是多個諧波源共同作用的結果。對於同一條母線上連接兩個或多個諧波源的 情況，各諧波源之間會存在互相干擾的問題，其諧波電流可能相互抵消或增強，因此各諧波 源的諧波電流與其所應承擔的諧波責任之間並不一定是線性關係。在含有多個諧波源的配 電系統中，當發生由諧波引起的電能質量問題時，如何準確識別問題諧波源並確定各個諧 波源的諧波責任、找出對該電能質量問題影響最大的諧波源並進行治理，是目前諧波檢測 領域尚未有效解決的技術難題。
[0006] 另一方面，大量電力電子設備和非線性負荷的接入使電網的諧波水平超標，電網 企業和電力用戶各執一詞，公共連接點處電壓波形畸變可能來自其本身，也可能來自系統 中其他非線性負荷。
[0007] 因此，迫切需要提出一種能被公眾所認同的、實用的諧波源定位算法，準確估計公 共連接點處的諧波發射水平，區分諧波汙染來自於電網側還是用戶側，從而對諧波汙染責 任進行準確劃分。
【發明內容】
[0008] 本發明提出一種諧波源辨識方法，解決了現有技術中無法準確對諧波汙染責任進 行準確劃分的問題。
[0009] 本發明的技術方案是這樣實現的：
[0010] 一種諧波源辨識方法，其方法步驟如下：
[0011] (1)通過用戶諧波電壓發射水平對諧波汙染進行責任劃分，用戶某次的諧波發射 水平通過用戶接入電力系統前後公共連接點處某次諧波電壓或電流的變化量來表示：v。= IpcxZu,式中，V。指用戶側等值諧波電壓值，Ip。。指公共連接點處某次諧波電壓或電流的變化 量，Zu指系統側的等值諧波阻抗；
[0012] 電力系統諧波電壓發射水平為：Vu = Vp。。-IpcxZu,式中，Vu指系統側等值諧波電壓 值；
[0013] 電力系統諧波阻抗實部和虛部的估算公式如下：
【權利要求】
1. 一種諧波源辨識方法，其特徵在於，其方法步驟如下： (1) 通過用戶諧波電壓發射水平對諧波汙染進行責任劃分，用戶某次的諧波發射水 平通過用戶接入電力系統前後公共連接點處某次諧波電壓或電流的變化量來表示：V。= IpcxZu，式中，V。指用戶側等值諧波電壓值，Ip。。指公共連接點處某次諧波電壓或電流的變化 量，zu指系統側的等值諧波阻抗； 電力系統諧波電壓發射水平為：vu =vp。。-IpraZu，式中，vu指系統側等值諧波電壓值； 電力系統諧波阻抗實部和虛部的估算公式如下：
式中，Zs,x和zs,y分別指電力系統諧波阻 f 抗實部和虛部，AIpc^x指公共連接點處某次諧波電流的實部，Avpcx;x指公共連接點處某次 諧波電壓的實部，AIpc;c;，y指公共連接點處某次諧波電流的虛部，AVpcx，y指公共連接點處某 次諧波電壓的虛部； 由以上兩式計算得到系統側的諧波阻抗，並通過式V。=IpraZu計算出用戶諧波電壓發 射水平； (2) 通過諧波發射水平評估最大限度定位出諧波源的準確點。
2. 根據權利要求1所述的一種諧波源辨識方法，其特徵在於，所述步驟（2)的具體實現 方法如下： (21) 測量基波及各次諧波的電壓、電流的幅值和相角； (22) 計算的諧波次數大於等於2 ; (23) 對基波及各次諧波的電壓、電流的幅值和相角數據樣本進行篩選； (24) 進行樣本篩選合格判斷； (25) 判斷三相是否平衡； (26) 對諧波發射水平進行評估； (27) 計算三相諧波總發射水平； (28) 當諧波發射次數達到最大諧波次數時，輸出評估結果，通過諧波發射水平評估最 大限度定位出諧波源的準確點；當諧波發射次數沒有達到最大諧波次數時，轉到步驟（23) 執行。
3. 根據權利要求2所述的一種諧波源辨識方法，其特徵在於，所述步驟（21)中的測量 次數均大於等於20次。
4. 根據權利要求2所述的一種諧波源辨識方法，其特徵在於，所述步驟（23)的具體實 現方法如下： 採用式
對基波數據和各次諧波數據進行篩選，式中， Si(y)指基波的數據樣本不確定度，n指測量次數，Xi指測量對應的電壓、電流的幅值和相角 值，I指測量對應的電壓、電流的幅值和相角的平均值； 各次諧波的數據樣本不確定度用式
表示，式中， Sk(y)指各次諧波的數據樣本不確定度，n指測量次數，xki指測量對應的各次諧波的電壓、 電流的幅值和相角值，^指測量對應的各次諧波的電壓、電流的幅值和相角的平均值。
5. 根據權利要求2所述的一種諧波源辨識方法，其特徵在於，所述步驟（24)的具體實 現方法如下： 按照式
進行計算，基波的數據樣本不確定度小於等於 0. 06 %時，判斷為樣本篩選合格；按照式
進行計算，各 次諧波的數據樣本不確定度小於等於〇. 5%時，判斷為樣本篩選合格；當基波和各次諧波 的數據樣本不確定度均合格時，判定為合格，執行步驟（25);當基波和各次諧波的數據樣 本不確定度有一項不合格時，執行步驟（28)。
6. 根據權利要求2所述的一種諧波源辨識方法，其特徵在於，所述步驟（25)的具體實 現方法如下： 當基波和各次諧波的數據樣本三相平衡度均小於等於〇. 5%時，判定為合格；否則，執 行步驟（26)。
【文檔編號】G01R23/16GK104407214SQ201410706392
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月27日 優先權日:2014年11月27日
【發明者】沈鑫, 閆永梅, 曹敏, 馬紅升 申請人:雲南電網公司電力科學研究院