專利名稱：確定諧波電壓的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及確定諧波電壓的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，國民經(jīng)濟(jì)、特別是制造業(yè)的高速發(fā)展，以及我國對(duì)用戶節(jié)電效率要求的不斷提高，使用大量具有非線性特性的電氣設(shè)備，如以具有強(qiáng)烈非線性特性的電弧為工作介質(zhì)的設(shè)備氣體放電燈、交流弧焊機(jī)、電弧爐等；以電力電子兀件為基礎(chǔ)的開關(guān)電源設(shè)備各種電力變流設(shè)備、相控調(diào)速和調(diào)壓裝置、大容量的電力晶閘管可控開關(guān)設(shè)備等；這些電氣設(shè)備是典型的諧波源，給配電網(wǎng)帶來了大量的諧波污染。我國電網(wǎng)的諧波污染已經(jīng)十分嚴(yán)重。為了更好的采取措施對(duì)電網(wǎng)諧波含量加以控制，必須具備相應(yīng)的檢測(cè)治理措施。無論是從電力系統(tǒng)保護(hù)和供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，還是從保證設(shè)備安全運(yùn)行來看，深入研究電力系統(tǒng)諧波問題意義重大。諧波潮流計(jì)算是諧波研究的重要研究方向。研究諧波潮流計(jì)算對(duì)諧波的治理提供重要的數(shù)據(jù)和理論基礎(chǔ)，使得諧波治理有據(jù)可依。長期以來人們對(duì)電力系統(tǒng)諧波潮流計(jì)算，研究力度一直不夠。從整體上講，諧波潮流計(jì)算是整個(gè)電力系統(tǒng)仿真計(jì)算中重要組成部分。傳統(tǒng)中，常采用非線性時(shí)域分析法、線性分析法、非線性頻域分析法等。傳統(tǒng)方法中諧波潮流計(jì)算結(jié)果精度還不夠高，計(jì)算量大，從而降低了系統(tǒng)仿真的可信度，且會(huì)造成過于悲觀或樂觀的分析結(jié)果，給電力系統(tǒng)的生產(chǎn)和發(fā)展帶來巨大損失。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要針對(duì)提高諧波電壓精確度、簡化計(jì)算的問題，提供一種確定諧波電壓的方法及系統(tǒng)。一種確定諧波電壓的方法，包括步驟獲取各節(jié)點(diǎn)的基波電壓和注入電量，確定各所述節(jié)點(diǎn)的正序注入電流、負(fù)序注入電流、零序注入電流；根據(jù)各所述節(jié)點(diǎn)的基波電壓、所述正序注入電流、所述負(fù)序注入電流、所述零序注入電流，確定各所述節(jié)點(diǎn)的正序?qū)Ъ{矩陣、負(fù)序?qū)Ъ{矩陣、零序?qū)Ъ{矩陣；對(duì)各所述節(jié)點(diǎn)采用節(jié)點(diǎn)編號(hào)法進(jìn)行編號(hào)，按編號(hào)順序?qū)λ稣驅(qū)Ъ{矩陣、所述負(fù)序?qū)Ъ{矩陣、所述零序?qū)Ъ{矩陣采用LU分解法進(jìn)行因子分解；采用諧波潮流模型確定各支路的諧波阻抗，根據(jù)所述支路的諧波阻抗、因子分解后的所述正序?qū)Ъ{矩陣、所述負(fù)序?qū)Ъ{矩陣、所述零序?qū)Ъ{矩陣確定各所述節(jié)點(diǎn)的正序諧波電壓、負(fù)序諧波電壓、零序諧波電壓，根據(jù)所述正序諧波電壓、所述負(fù)序諧波電壓、所述零序諧波電壓確定各所述節(jié)點(diǎn)的諧波電壓。上述確定諧波電壓的方法，采用LU分解法對(duì)矩陣進(jìn)行因子分解、對(duì)節(jié)點(diǎn)編號(hào)，簡化了計(jì)算步驟，采用了諧波潮流模型，將電壓電流分解為正負(fù)零三相，形成正負(fù)零序?qū)Ъ{矩陣，從而確定諧波電壓，提高了計(jì)算精度。
一種確定諧波電壓系統(tǒng)，包括獲取模塊，用于獲取各節(jié)點(diǎn)的基波電壓和注入電量，確定各所述節(jié)點(diǎn)的正序注入電流、負(fù)序注入電流、零序注入電流；導(dǎo)納矩陣模塊，用于根據(jù)各所述節(jié)點(diǎn)的基波電壓、所述正序注入電流、所述負(fù)序注入電流、所述零序注入電流，確定各所述節(jié)點(diǎn)的正序?qū)Ъ{矩陣、負(fù)序?qū)Ъ{矩陣、零序?qū)Ъ{矩陣；編號(hào)分解模塊，用于對(duì)各所述節(jié)點(diǎn)采用節(jié)點(diǎn)編號(hào)法進(jìn)行編號(hào)，按編號(hào)順序?qū)λ稣驅(qū)Ъ{矩陣、所述負(fù)序?qū)Ъ{矩陣、所述零序?qū)Ъ{矩陣采用LU分解法進(jìn)行因子分解；諧波電壓模塊，用于采用諧波潮流模型確定各支路的諧波阻抗，根據(jù)所述支路的諧波阻抗、因子分解后的所述正序?qū)Ъ{矩陣、所述負(fù)序?qū)Ъ{矩陣、所述零序?qū)Ъ{矩陣確定各所述節(jié)點(diǎn)的正序諧波電壓、負(fù)序諧波電壓、零序諧波電壓，根據(jù)所述正序諧波電壓、所述負(fù)序諧波電壓、所述零序諧波電壓確定各所述節(jié)點(diǎn)的諧波電壓。上述確定諧波電壓系統(tǒng)，采用LU分解法對(duì)矩陣進(jìn)行因子分解、對(duì)節(jié)點(diǎn)編號(hào)，簡化了計(jì)算步驟，采用了潮流諧波模型，將電壓電流分解為正負(fù)零三相，形成正負(fù)零序?qū)Ъ{矩陣，從而確定諧波電壓，提高了計(jì)算精度。


圖1為本發(fā)明的確定諧波電壓方法實(shí)施例的流程示意圖；圖2為發(fā)電機(jī)正序、負(fù)序阻抗等值電路圖；圖3為變壓器正序、負(fù)序阻抗等值電路圖；圖4為變壓器零序阻抗等值電路圖；圖5為線路正、負(fù)序等值電路圖；圖6為負(fù)荷正、負(fù)序等值電路圖；圖7為節(jié)電電力系統(tǒng)基波參數(shù)圖；圖8為本發(fā)明的確定諧波電壓系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合其中的較佳實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明方案進(jìn)行詳細(xì)闡述。圖1中示出了本發(fā)明的確定諧波電壓方法實(shí)施例的流程示意圖；如圖1所示，本實(shí)施例中的確定諧波電壓的方法，包括步驟步驟SlOl :獲取各節(jié)點(diǎn)的基波電壓和注入電量，確定各節(jié)點(diǎn)的正序注入電流、負(fù)序注入電流、零序注入電流；步驟S102 :根據(jù)各節(jié)點(diǎn)的基波電壓、正序注入電流、負(fù)序注入電流、零序注入電流，確定各節(jié)點(diǎn)的正序?qū)Ъ{矩陣、負(fù)序?qū)Ъ{矩陣、零序?qū)Ъ{矩陣；步驟S103 :對(duì)各節(jié)點(diǎn)采用節(jié)點(diǎn)編號(hào)法進(jìn)行編號(hào)，按編號(hào)順序?qū)φ驅(qū)Ъ{矩陣、負(fù)序?qū)Ъ{矩陣、零序?qū)Ъ{矩陣采用LU分解法進(jìn)行因子分解；步驟S104 :采用諧波潮流模型確定各支路的諧波阻抗，根據(jù)支路的諧波阻抗、因子分解后的正序?qū)Ъ{矩陣、負(fù)序?qū)Ъ{矩陣、零序?qū)Ъ{矩陣確定各節(jié)點(diǎn)的正序諧波電壓、負(fù)序諧波電壓、零序諧波電壓，根據(jù)正序諧波電壓、負(fù)序諧波電壓、零序諧波電壓確定各節(jié)點(diǎn)的諧波電壓。根據(jù)本發(fā)明方案，其采用了較為精確的模型，提高了預(yù)算結(jié)構(gòu)的精確度，采用LU分解法對(duì)矩陣進(jìn)行因子分解、對(duì)節(jié)點(diǎn)編號(hào)，簡化了計(jì)算步驟。以下在上述本實(shí)施例方法的步驟的基礎(chǔ)上，對(duì)確定諧波電壓方法的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明電力系統(tǒng)中諧波源主要是一些用電設(shè)備和部分變壓器的勵(lì)磁支路，這些諧波源產(chǎn)生的諧波電流基本上只決定于它們的工作條件和外加電壓，與外電路的阻抗關(guān)系不斷無關(guān)。因此往往將這些諧波源看作內(nèi)阻抗無窮大的恒電流源，在實(shí)際計(jì)算中大部分諧波源是三相不對(duì)稱的，而電力系統(tǒng)中的各元件一般是三相對(duì)稱的。故可以把諧波源等效為三相不對(duì)稱的恒電流源，并分解為正序，負(fù)序，零序三相對(duì)稱的分量；把電力系統(tǒng)中各元件認(rèn)為是三相對(duì)稱的，其正、負(fù)、零序網(wǎng)絡(luò)不存在耦合關(guān)系，則各序網(wǎng)絡(luò)具有獨(dú)立性的特點(diǎn)，分析計(jì)算可以得到簡化。獲取各節(jié)點(diǎn)的基波電壓和注入電量，采用公式In = YnUn計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的正序注入電流、負(fù)序注入電流、零序注入電流。其中，In表示注入電流，Yn表示注入電量，Un表示基波電壓。根據(jù)各節(jié)點(diǎn)的基波電壓、正序注入電流、負(fù)序注入電流、零序注入電流，采用公式I = YV確定各節(jié)點(diǎn)的正序?qū)Ъ{矩陣、負(fù)序?qū)Ъ{矩陣、零序?qū)Ъ{矩陣。其中，Y表示導(dǎo)納矩陣，I表示注入電流，V表示基波電壓。比如，
權(quán)利要求
1.一種確定諧波電壓的方法，其特征在于，包括步驟 獲取各節(jié)點(diǎn)的基波電壓和注入電量，確定各所述節(jié)點(diǎn)的正序注入電流、負(fù)序注入電流、零序注入電流； 根據(jù)各所述節(jié)點(diǎn)的基波電壓、所述正序注入電流、所述負(fù)序注入電流、所述零序注入電流，確定各所述節(jié)點(diǎn)的正序?qū)Ъ{矩陣、負(fù)序?qū)Ъ{矩陣、零序?qū)Ъ{矩陣； 對(duì)各所述節(jié)點(diǎn)采用節(jié)點(diǎn)編號(hào)法進(jìn)行編號(hào)，按編號(hào)順序?qū)λ稣驅(qū)Ъ{矩陣、所述負(fù)序?qū)Ъ{矩陣、所述零序?qū)Ъ{矩陣采用LU分解法進(jìn)行因子分解； 采用諧波潮流模型確定各支路的諧波阻抗，根據(jù)所述支路的諧波阻抗、因子分解后的所述正序?qū)Ъ{矩陣、所述負(fù)序?qū)Ъ{矩陣、所述零序?qū)Ъ{矩陣確定各所述節(jié)點(diǎn)的正序諧波電壓、負(fù)序諧波電壓、零序諧波電壓，根據(jù)所述正序諧波電壓、所述負(fù)序諧波電壓、所述零序諧波電壓確定各所述節(jié)點(diǎn)的諧波電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定諧波電壓的方法，其特征在于，所述節(jié)點(diǎn)編號(hào)法為半動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)編號(hào)法。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的確定諧波電壓的方法，其特征在于，所述半動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)編號(hào)法包括步驟 判斷節(jié)點(diǎn)i是否滿足n，若是，則遍歷出支路數(shù)最少的節(jié)點(diǎn)，若否，則停止； 把所述支路數(shù)最少的節(jié)點(diǎn)與i節(jié)點(diǎn)互換，將互換后的i節(jié)點(diǎn)編號(hào)； i=i+l，返回判斷節(jié)點(diǎn)i步驟； 其中，i表示第i個(gè)節(jié)點(diǎn)，n表示節(jié)點(diǎn)總數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定諧波電壓的方法，其特征在于，所述諧波潮流模型包括發(fā)電機(jī)模型、變壓器模型、線路模型、負(fù)荷模型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述的確定諧波電壓的方法，其特征在于，所述確定各所述節(jié)點(diǎn)的諧波電壓過程中產(chǎn)生的矩陣采用LU分解法進(jìn)行因子分解。
6.—種確定諧波電壓系統(tǒng),其特征在于,包括 獲取模塊，用于獲取各節(jié)點(diǎn)的基波電壓和注入電量，確定各所述節(jié)點(diǎn)的正序注入電流、負(fù)序注入電流、零序注入電流； 導(dǎo)納矩陣模塊，用于根據(jù)各所述節(jié)點(diǎn)的基波電壓、所述正序注入電流、所述負(fù)序注入電流、所述零序注入電流，確定各所述節(jié)點(diǎn)的正序?qū)Ъ{矩陣、負(fù)序?qū)Ъ{矩陣、零序?qū)Ъ{矩陣；編號(hào)分解模塊，用于對(duì)各所述節(jié)點(diǎn)采用節(jié)點(diǎn)編號(hào)法進(jìn)行編號(hào)，按編號(hào)順序?qū)λ稣驅(qū)Ъ{矩陣、所述負(fù)序?qū)Ъ{矩陣、所述零序?qū)Ъ{矩陣采用LU分解法進(jìn)行因子分解； 諧波電壓模塊，用于采用諧波潮流模型確定各支路的諧波阻抗，根據(jù)所述支路的諧波阻抗、因子分解后的所述正序?qū)Ъ{矩陣、所述負(fù)序?qū)Ъ{矩陣、所述零序?qū)Ъ{矩陣確定各所述節(jié)點(diǎn)的正序諧波電壓、負(fù)序諧波電壓、零序諧波電壓，根據(jù)所述正序諧波電壓、所述負(fù)序諧波電壓、所述零序諧波電壓確定各所述節(jié)點(diǎn)的諧波電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的確定諧波電壓系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)點(diǎn)編號(hào)法為半動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)編號(hào)法。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的確定諧波電壓系統(tǒng)，其特征在于，所述諧波潮流模型包括發(fā)電機(jī)模型、變壓器模型、線路模型、負(fù)荷模型。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8任意一項(xiàng)所述的確定諧波電壓系統(tǒng)，其特征在于，所述諧波電壓模塊還用于對(duì)計(jì)算過程中產(chǎn)生的各種矩陣采用LU分解法進(jìn)行因子分解。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至8任意一項(xiàng)所述的確定諧波電壓系統(tǒng)，其特征在于，還包括諧波源數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)諧波源數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種確定諧波電壓的方法，包括步驟獲取各節(jié)點(diǎn)的基波電壓和注入電量，確定各所述節(jié)點(diǎn)的正序、負(fù)序、零序注入電流；根據(jù)各所述節(jié)點(diǎn)的基波電壓、所述正序、負(fù)序、零序注入電流，確定各所述節(jié)點(diǎn)的正序、負(fù)序、零序?qū)Ъ{矩陣；對(duì)各所述節(jié)點(diǎn)采用節(jié)點(diǎn)編號(hào)法進(jìn)行編號(hào)，按編號(hào)順序?qū)λ稣颉⒇?fù)序、零序?qū)Ъ{矩陣采用LU分解法進(jìn)行因子分解；采用諧波潮流模型確定各支路的諧波阻抗，根據(jù)所述支路的諧波阻抗、因子分解后的所述正序、負(fù)序、零序?qū)Ъ{矩陣確定各所述節(jié)點(diǎn)的正序諧波電壓、負(fù)序諧波電壓、零序諧波電壓，根據(jù)所述正序諧波電壓、所述負(fù)序諧波電壓、所述零序諧波電壓確定各所述節(jié)點(diǎn)的諧波電壓。提供相應(yīng)的系統(tǒng)。本發(fā)明提高計(jì)算精度，簡化計(jì)算。
文檔編號(hào)G01R23/16GK103018534SQ201210559920
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者闕華坤, 肖勇, 陳啟冠, 楊勁鋒, 孫衛(wèi)明, 任龍霞, 彭祖智, 劉明, 赫丙東 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 廣州從興電子開發(fā)有限公司