一種基于諧波功率監(jiān)測的諧波電壓責任的測定方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于電能質量分析與控制技術領域，具體來說，涉及一種基于諧波功率監(jiān) 測的諧波電壓責任的測定方法。
【背景技術】
[0002] 為有效控制電網(wǎng)中的諧波污染，國家質量技術監(jiān)督局于1993年頒布了《電能質量： 公用電網(wǎng)諧波》對公用電網(wǎng)諧波的允許閾值做出了具體規(guī)定，但是只規(guī)定閾值并不能科學 地解決供用電雙方在經(jīng)濟問題上的爭論，因此，需要在公共連接點處對系統(tǒng)及各用戶分攤 的諧波責任進行定量劃分。
[0003] 諧波污染責任定量劃分的關鍵是準確估計諧波阻抗。目前，諧波阻抗估計方法主 要包括"干預式"方法和"非干預式"方法。"干預式"方法需要向電網(wǎng)中注入諧波電流或改變 系統(tǒng)的拓撲結構來確定諧波阻抗，但這種方法會對系統(tǒng)的運行造成不良的影響，在工程實 際中有必要的限制。"非干預式"方法則是利用PCC(對應英文全稱：Point of Common Coupling;中文為：公共連接點）處的量測參數(shù)來估計諧波阻抗和背景諧波。該類方法對系 統(tǒng)的運行不構成影響，成為目前諧波責任劃分研究的一個重要方向。
[0004] 近年來，波動量法和線性回歸法成為常用的"非干預式"方法。對于實際的系統(tǒng)，在 用戶側諧波波動占主導的情況下，波動量法計算諧波阻抗是工程上非常簡單有效的一種方 法。實際上，波動量法及其改進的方法都要求用戶側占主導波動，并且波動要足夠大，有些 工程情況滿足這些條件，但是也有不滿足的時候。目前常見的線性回歸法有:二元線性回歸 法、穩(wěn)健回歸法、偏最小二乘回歸法等。應用線性回歸法準確評估用戶分攤的諧波責任的前 提是公共連接點上背景諧波基本穩(wěn)定，若背景諧波波動較大，采用線性回歸方法會導致回 歸的背景諧波和諧波阻抗存在較大誤差，進而導致測定的諧波責任不準確。

【發(fā)明內容】

[0005] 技術問題:本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供一種基于諧波功率監(jiān)測的諧波電 壓責任的測定方法，該方法能夠利用諧波監(jiān)測數(shù)據(jù)準確劃分出系統(tǒng)側和用戶側的諧波電壓 責任，有利于對電網(wǎng)的諧波污染開展針對性治理。
[0006] 技術方案:為解決上述技術問題，本發(fā)明實施例采用一種基于諧波功率監(jiān)測的諧 波電壓責任的測定方法，該方法包括以下步驟：
[0007] 步驟10)獲取系統(tǒng)電氣運行參數(shù)；
[0008] 步驟20)計算系統(tǒng)諧波阻抗:利用所述步驟10)獲取的系統(tǒng)電氣運行參數(shù)，計算系 統(tǒng)的諧波阻抗；
[0009] 步驟30)采集諧波測試數(shù)據(jù)，形成諧波測試數(shù)據(jù)組；
[0010] 步驟40)確定諧波電流向量:基于步驟30)采集的諧波測試數(shù)據(jù)，計算諧波電流與 諧波電壓的相角差，確定諧波電流向量；
[0011] 步驟50)測定諧波電壓責任：利用步驟20)得到的系統(tǒng)諧波阻抗和步驟40)得到的 諧波電流向量，測定用戶側和系統(tǒng)側的諧波電壓責任。
[0012] 作為優(yōu)選例，所述的步驟10)中，系統(tǒng)電氣運行參數(shù)包括系統(tǒng)母線的平均額定電壓 UN和系統(tǒng)母線的實際最小短路容量Ski。
[0013] 作為優(yōu)選例，所述的步驟20)中，依據(jù)式(1)計算系統(tǒng)的諧波阻抗Xh:
[0015] 式中，h為諧波次數(shù)，a為疊加系數(shù)。
[0016] 作為優(yōu)選例，所述的步驟30)具體包括:利用諧波監(jiān)測裝置，采集系統(tǒng)PCC點在測試 時間點的諧波電壓IW-h、諧波電流I P。。-h、諧波有功功率PPth和諧波無功功率QPth，集合該 測試時間點上測得的各諧波測試數(shù)據(jù)，形成一諧波測試數(shù)據(jù)組。
[0017] 作為優(yōu)選例，所述的步驟40)具體包括:對步驟30)獲取的諧波測試數(shù)據(jù)組，將諧波 電壓Upcc-h作為基準向量，以流向PCC點的諧波功率方向為正方向，依據(jù)式(2)計算出諧波電 壓超前諧波電流的角度Θ，諧波電流向量為I PthΖ -Θ;
[0019 ]式中，Ipcc-h為諧波電流，UPCC-h為諧波電壓，PPCC-h為諧波有功功率，Q PCC-h為諧波無功 功率。
[0020] 作為優(yōu)選例，所述的步驟50)具體包括：
[0021] 501)獲得用戶側諧波發(fā)射水平向量:依據(jù)式(3)，將步驟40)得到的諧波電流 向量與步驟20)計算的系統(tǒng)諧波阻抗做向量乘積，得到用戶側諧波發(fā)射水平向量!^：:
[0023] 502)依據(jù)式(4)測定用戶側諧波電壓責任Tc:
[0025] 式中，Utc為巧的模值，Θ為諧波電壓超前諧波電流的角度，Upcc-h為諧波
[0026] 電壓;依據(jù)式(5)測定為系統(tǒng)側諧波電壓責任Ts:
[0027] Ts=l-Tc 式（5)
[0028] 作為優(yōu)選例，所述的步驟30)中，利用諧波監(jiān)測裝置，采集系統(tǒng)PCC點在測試時間段 內的各測試時間點的諧波電壓Up。。*、諧波電流I P。。-h、諧波有功功率ΡΡ。。^和諧波無功功率 Qpcc-h，對各測試時間點測得的諧波測試數(shù)據(jù)組，分別進行步驟40)和步驟50)，獲得各測試時 間點的用戶側諧波電壓責任和系統(tǒng)側諧波電壓責任。
[0029] 有益效果:與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明實施例具有以下有益效果:考慮到在對背景諧 波不穩(wěn)定的系統(tǒng)進行諧波責任劃分時，傳統(tǒng)的方法難以得到準確結果，本發(fā)明實施例提出 的測定方法，利用諧波功率反推出相角差，從而避免對諧波電壓和諧波電流相角數(shù)據(jù)的直 接測量，在背景諧波波動的情況下，能夠準確劃分出諧波電壓責任，更適用于工程實際。本 發(fā)明實施例能夠使得諧波電壓責任測定從變壓器低壓側擴展到更靠近諧波污染源頭的各 條饋線，對饋線的諧波污染責任進行量化。這為工程人員準確地尋找諧波源、分析諧波傳播 和諧波治理提供幫助。
【附圖說明】
[0030] 圖1為本發(fā)明實施例的流程圖；
[0031] 圖2為本發(fā)明實施例中諧波電流向量與系統(tǒng)諧波阻抗做向量乘積的向量圖；
[0032] 圖3為本發(fā)明實施例中諧波電壓責任測定向量圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖，對本發(fā)明實施例的技術方案做進一步的說明。
[0034] 如圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種基于諧波功率監(jiān)測的諧波電壓責任的測定方 法，包括以下步驟：
[0035] 步驟10)獲取系統(tǒng)電氣運行參數(shù)。系統(tǒng)電氣運行參數(shù)包括系統(tǒng)母線的平均額定電 壓UN和系統(tǒng)母線的實際最小短路容量Ski。
[0036] 步驟20)計算系統(tǒng)諧波阻抗:利用所述步驟10)獲取的系統(tǒng)電氣運行參數(shù)，計算系 統(tǒng)的諧波阻抗。
[0037]在所述的步驟20)中，依據(jù)式（1)計算系統(tǒng)的諧波阻抗Xh:
[0039] 式中，h為諧波次數(shù)，a為疊加系數(shù)。作為優(yōu)選例，h和a取值如表1所示。
[0040] 表1諧波次數(shù)和疊加系數(shù)取值
[0041]
[0042]步驟30)采集諧波測試數(shù)據(jù)，形成諧波測試數(shù)據(jù)組。
[0043] 所述的步驟30)具體包括:利用諧波監(jiān)測裝置，采集系統(tǒng)PCC點在測試時間點的諧 波電壓IW-h、諧波電流IP。。-h、諧波有功功率P Pth和諧波無功功率Qph，集合該測試時間點 上測得的各諧波測試數(shù)據(jù)，形成一諧波測試數(shù)據(jù)組。諧波測試數(shù)據(jù)組可以表示如式(6)。式 (6)中的（1)表示測試數(shù)據(jù)的組序號。
[0044] IPcc-h(1),UPcc-h(1),PPcc-h(1), QPcc-h(1)式(6)
[0045] 步驟40)確定諧波電流向量:基于步驟30)采集的諧波測試數(shù)據(jù)，計算諧波電流與 諧波電壓的相角差，確定諧波電流向量。
[0046]所述的步驟40)具體包括:對步驟30)獲取的諧波測試數(shù)據(jù)組，將諧波電壓Upcc-h作 為基準向量，以流向PCC點的諧波功率方向為正方向，依據(jù)式(2)計算出諧波電壓超前諧波 電流的角度Θ，諧波電流向量為IP。。-hZ-θ;
[0048] 式中，