一種諧波源辨識(shí)方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種諧波源辨識(shí)方法，其方法步驟如下：通過(guò)用戶諧波電壓發(fā)射水平對(duì)諧波污染進(jìn)行責(zé)任劃分，用戶某次的諧波發(fā)射水平通過(guò)用戶接入電力系統(tǒng)前后公共連接點(diǎn)處某次諧波電壓或電流的變化量來(lái)表示；通過(guò)諧波發(fā)射水平評(píng)估最大限度定位出諧波源的準(zhǔn)確點(diǎn)。本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明提出的算法能快速確定諧波源來(lái)源，準(zhǔn)確度高，實(shí)用性好，具有很好的工程利用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】一種諧波源辨識(shí)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電網(wǎng)公共連接點(diǎn)處諧波源定位【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種諧波源辨識(shí)方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，電能的使用越來(lái)越依賴于具有可控頻率和可控電壓的電源供應(yīng)，然而發(fā)電 和輸電仍以標(biāo)稱不變的水平在運(yùn)行，因此需要某種電源調(diào)節(jié)或變換形式加以彌補(bǔ)，通常會(huì) 采用電力電子設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種設(shè)備能夠使電壓和電流波形發(fā)生畸變。
[0003] 隨著工業(yè)的發(fā)展，越來(lái)越多的非線性工業(yè)用戶接入電網(wǎng)，造成大量諧波電流注入 電力系統(tǒng)，諧波電流流經(jīng)諧波阻抗時(shí)，會(huì)在電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)處產(chǎn)生諧波電壓，使公共連接 點(diǎn)處電能質(zhì)量惡化，造成電壓波形畸變，影響電網(wǎng)中其他負(fù)荷的正常工作。
[0004] 文獻(xiàn) 1《A Norton approach to distribution network modeling for harmonic studies》、文獻(xiàn)2《諧波源的識(shí)別及其與非諧波源的分離方法》、文獻(xiàn)3《A Norton approach to distribution network modeling for harmonic studies》和文獻(xiàn)4《基于改進(jìn)Madaline 網(wǎng)絡(luò)的諧波發(fā)射水平估計(jì)》等采取了等效電路模型對(duì)單個(gè)諧波源的諧波發(fā)射水平進(jìn)行評(píng)估 的思路，雖然基于等效電路模型進(jìn)行諧波源的定位研究是非常有益的探索，但由于負(fù)荷、電 網(wǎng)參數(shù)和系統(tǒng)運(yùn)行工況的不斷變化，建立起系統(tǒng)側(cè)和諧波源側(cè)的準(zhǔn)確等效電路仍存在一定 難度。
[0005] 目前，涉及多諧波源諧波責(zé)任劃分的研究較少，而在實(shí)際電力系統(tǒng)中，公共連接點(diǎn) 處的諧波往往是多個(gè)諧波源共同作用的結(jié)果。對(duì)于同一條母線上連接兩個(gè)或多個(gè)諧波源的 情況，各諧波源之間會(huì)存在互相干擾的問(wèn)題，其諧波電流可能相互抵消或增強(qiáng)，因此各諧波 源的諧波電流與其所應(yīng)承擔(dān)的諧波責(zé)任之間并不一定是線性關(guān)系。在含有多個(gè)諧波源的配 電系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生由諧波引起的電能質(zhì)量問(wèn)題時(shí)，如何準(zhǔn)確識(shí)別問(wèn)題諧波源并確定各個(gè)諧 波源的諧波責(zé)任、找出對(duì)該電能質(zhì)量問(wèn)題影響最大的諧波源并進(jìn)行治理，是目前諧波檢測(cè) 領(lǐng)域尚未有效解決的技術(shù)難題。
[0006] 另一方面，大量電力電子設(shè)備和非線性負(fù)荷的接入使電網(wǎng)的諧波水平超標(biāo)，電網(wǎng) 企業(yè)和電力用戶各執(zhí)一詞，公共連接點(diǎn)處電壓波形畸變可能來(lái)自其本身，也可能來(lái)自系統(tǒng) 中其他非線性負(fù)荷。
[0007] 因此，迫切需要提出一種能被公眾所認(rèn)同的、實(shí)用的諧波源定位算法，準(zhǔn)確估計(jì)公 共連接點(diǎn)處的諧波發(fā)射水平，區(qū)分諧波污染來(lái)自于電網(wǎng)側(cè)還是用戶側(cè)，從而對(duì)諧波污染責(zé) 任進(jìn)行準(zhǔn)確劃分。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提出一種諧波源辨識(shí)方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法準(zhǔn)確對(duì)諧波污染責(zé)任進(jìn) 行準(zhǔn)確劃分的問(wèn)題。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0010] 一種諧波源辨識(shí)方法，其方法步驟如下：
[0011] (1)通過(guò)用戶諧波電壓發(fā)射水平對(duì)諧波污染進(jìn)行責(zé)任劃分，用戶某次的諧波發(fā)射 水平通過(guò)用戶接入電力系統(tǒng)前后公共連接點(diǎn)處某次諧波電壓或電流的變化量來(lái)表示：v。= IpcxZu,式中，V。指用戶側(cè)等值諧波電壓值，Ip。。指公共連接點(diǎn)處某次諧波電壓或電流的變化 量，Zu指系統(tǒng)側(cè)的等值諧波阻抗；
[0012] 電力系統(tǒng)諧波電壓發(fā)射水平為：Vu = Vp。。-IpcxZu,式中，Vu指系統(tǒng)側(cè)等值諧波電壓 值；
[0013] 電力系統(tǒng)諧波阻抗實(shí)部和虛部的估算公式如下：

【權(quán)利要求】
1. 一種諧波源辨識(shí)方法，其特征在于，其方法步驟如下： (1) 通過(guò)用戶諧波電壓發(fā)射水平對(duì)諧波污染進(jìn)行責(zé)任劃分，用戶某次的諧波發(fā)射水 平通過(guò)用戶接入電力系統(tǒng)前后公共連接點(diǎn)處某次諧波電壓或電流的變化量來(lái)表示：V。= IpcxZu，式中，V。指用戶側(cè)等值諧波電壓值，Ip。。指公共連接點(diǎn)處某次諧波電壓或電流的變化 量，zu指系統(tǒng)側(cè)的等值諧波阻抗； 電力系統(tǒng)諧波電壓發(fā)射水平為：vu =vp。。-IpraZu，式中，vu指系統(tǒng)側(cè)等值諧波電壓值； 電力系統(tǒng)諧波阻抗實(shí)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(tǒng)諧波阻 f 抗實(shí)部和虛部，AIpc^x指公共連接點(diǎn)處某次諧波電流的實(shí)部，Avpcx;x指公共連接點(diǎn)處某次 諧波電壓的實(shí)部，AIpc;c;，y指公共連接點(diǎn)處某次諧波電流的虛部，AVpcx，y指公共連接點(diǎn)處某 次諧波電壓的虛部； 由以上兩式計(jì)算得到系統(tǒng)側(cè)的諧波阻抗，并通過(guò)式V。=IpraZu計(jì)算出用戶諧波電壓發(fā) 射水平； (2) 通過(guò)諧波發(fā)射水平評(píng)估最大限度定位出諧波源的準(zhǔn)確點(diǎn)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種諧波源辨識(shí)方法，其特征在于，所述步驟（2)的具體實(shí)現(xiàn) 方法如下： (21) 測(cè)量基波及各次諧波的電壓、電流的幅值和相角； (22) 計(jì)算的諧波次數(shù)大于等于2 ; (23) 對(duì)基波及各次諧波的電壓、電流的幅值和相角數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行篩選； (24) 進(jìn)行樣本篩選合格判斷； (25) 判斷三相是否平衡； (26) 對(duì)諧波發(fā)射水平進(jìn)行評(píng)估； (27) 計(jì)算三相諧波總發(fā)射水平； (28) 當(dāng)諧波發(fā)射次數(shù)達(dá)到最大諧波次數(shù)時(shí)，輸出評(píng)估結(jié)果，通過(guò)諧波發(fā)射水平評(píng)估最 大限度定位出諧波源的準(zhǔn)確點(diǎn)；當(dāng)諧波發(fā)射次數(shù)沒(méi)有達(dá)到最大諧波次數(shù)時(shí)，轉(zhuǎn)到步驟（23) 執(zhí)行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種諧波源辨識(shí)方法，其特征在于，所述步驟（21)中的測(cè)量 次數(shù)均大于等于20次。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種諧波源辨識(shí)方法，其特征在于，所述步驟（23)的具體實(shí) 現(xiàn)方法如下： 采用式
對(duì)基波數(shù)據(jù)和各次諧波數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，式中， Si(y)指基波的數(shù)據(jù)樣本不確定度，n指測(cè)量次數(shù)，Xi指測(cè)量對(duì)應(yīng)的電壓、電流的幅值和相角 值，I指測(cè)量對(duì)應(yīng)的電壓、電流的幅值和相角的平均值； 各次諧波的數(shù)據(jù)樣本不確定度用式
表示，式中， Sk(y)指各次諧波的數(shù)據(jù)樣本不確定度，n指測(cè)量次數(shù)，xki指測(cè)量對(duì)應(yīng)的各次諧波的電壓、 電流的幅值和相角值，^指測(cè)量對(duì)應(yīng)的各次諧波的電壓、電流的幅值和相角的平均值。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種諧波源辨識(shí)方法，其特征在于，所述步驟（24)的具體實(shí) 現(xiàn)方法如下： 按照式
進(jìn)行計(jì)算，基波的數(shù)據(jù)樣本不確定度小于等于 0. 06 %時(shí)，判斷為樣本篩選合格；按照式
進(jìn)行計(jì)算，各 次諧波的數(shù)據(jù)樣本不確定度小于等于〇. 5%時(shí)，判斷為樣本篩選合格；當(dāng)基波和各次諧波 的數(shù)據(jù)樣本不確定度均合格時(shí)，判定為合格，執(zhí)行步驟（25);當(dāng)基波和各次諧波的數(shù)據(jù)樣 本不確定度有一項(xiàng)不合格時(shí)，執(zhí)行步驟（28)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種諧波源辨識(shí)方法，其特征在于，所述步驟（25)的具體實(shí) 現(xiàn)方法如下： 當(dāng)基波和各次諧波的數(shù)據(jù)樣本三相平衡度均小于等于〇. 5%時(shí)，判定為合格；否則，執(zhí) 行步驟（26)。
【文檔編號(hào)】G01R23/16GK104407214SQ201410706392
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】沈鑫, 閆永梅, 曹敏, 馬紅升 申請(qǐng)人:云南電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院