[发明专利]一种多非线性用户谐波注入定量分析方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种多非线性用户谐波注入定量分析方法，属于电气自动化技术领域。

背景技术

随着电力系统发展，公用电网中电气化铁路、冶金、纺织以及其它行业中的非线性电气设备、换流设备越来越多的投入使用，这些设备向公用电网中注入谐波电流，并在公用电网中产生谐波电压。谐波电压、谐波电流叠加到基波电压、基波电流上，将使原本为正弦波的基波信号发生波形畸变。谐波还会使公用电网中感性负载产生过电压，容性负载产生过电流，从而对电力设备构成危害，影响电力系统安全运行。除此之外，谐波还会影响到电能计量的准确性。非线性负载消耗的功率主要是从电网中吸取的基波功率，但同时又以负的谐波功率形式将其中一部分反馈给电网，从而造成供电企业线损增加，使电力运营企业非经营性成本增加。

依据谐波治理“谁干扰，谁污染，谁治理”的原则，应该对谐波源用户进行谐波治理，并由谐波源用户承担全部或者部分治理费用。但是实践证明，由用户来进行谐波的分散治理，无论从技术上、成本上、管理上，都无法取得好的治理效果，因此应当探索谐波的集中治理模式，确保电网谐波合格。所谓谐波集中治理，是在变电站统一安装治理设备，保证变电站内PCC点谐波质量满足国标要求。

目前谐波集中治理方案在技术上并不存在的太大的难度，难度在于依据“谁干扰，谁污染，谁治理”的原则将谐波治理费用按照多非线性用户对电网的污染程度进行公平、合理的定量分配，这方面一直缺乏政策和法律的规定，也没有成熟的技术方案可用。由于缺乏相应的政策和标准支持，对于大量中小非线性用户的电能质量治理越来越成为困挠供电企业的难题之一，这也造成了电网谐波治理不及时、谐波污染日益严重的现实状况。

鉴于此：本发明提供了一种多非线性用户谐波注入定量分析方法，用于工程应用中快速、准确的定量分析多非线性用户的谐波注入量，以解决多非线性用户对于电网的谐波污染如何进行公平、合理的定量问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多非线性用户谐波注入定量分析方法，基于多非线性用户反向谐波电能（包括反向谐波有功电能、反向谐波无功电能、反向谐波视在电能）计量数据，定量统计各非线性用户向电网的谐波注入比例，并据此定量比例进行谐波治理费用分摊；用于工程应用中快速、准确的定量分析多非线性用户的谐波注入量，以解决多非线性用户对于电网的污染如何进行公平、合理的定量问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种多非线性用户谐波注入定量分析方法，包括如下操作步骤：

1）依据单个非线性用户的各次反向谐波有功电能                                               、反向谐波无功电能、反向谐波视在电能，利用公式；；；计算得到单个非线性用户的累计反向谐波有功电能、累计反向谐波无功电能、累计反向谐波视在电能，其中上式中，m表示谐波次数，取值范围从2到50，k指其中某个非线性用户，P、Q、S分别代表有功、无功、视在功率；

2）依据每个非线性用户的累计反向谐波有功电能、累计反向谐波无功电能、累计反向谐波视在电能，利用公式；；；计算得到PCC点多非线性用户累计反向谐波有功电能、累计反向谐波无功电能、累计反向谐波视在电能；其中上式中，k取值范围依据PCC点实际非线性用户数量，为大于0的整数；

3）依据每个非线性用户的累计反向谐波有功电能、累计反向谐波无功电能、累计反向谐波视在电能，分别除以PCC点多非线性用户累计反向谐波有功电能、累计反向谐波无功电能、累计反向谐波视在电能，得到每个非线性用户的基于反向谐波有功电能的谐波注入比例、基于反向谐波无功电能的谐波注入比例、基于反向谐波视在电能的谐波注入比例；这里；上式中，k取值范围依据PCC点实际非线性用户数量，为大于0的整数；

4)谐波注入比例主要体现了非线性用户k对PCC点电能计量的影响， 主要体现了非线性用户k对PCC点电网污染的综合影响。利用、、均可直接进行变电站谐波集中治理时的污染定量和治理费用分摊，当变电站谐波治理总费用为M，则非线性用户k分摊费用Mk=M*。