[发明专利]负荷谐波注入污染预警的实现方法及其系统

权利要求书

1.一种负荷谐波注入污染预警的实现方法，其特征在于：根据负荷电压、电流波形采样值分别计算基波电压V、基波电流I和相位角                                               ，通过系统基波阻抗在线跟踪算法计算系统等效电阻和系统等效电抗，从而能够计算每个负荷谐波电流注入各自引起的供电点谐波电压数值，进一步计算预警指标和，实现谐波污染用户注入污染评价及污染预警。

2.根据权利要求1所述的负荷谐波注入污染预警的实现方法，其特征在于：所述系统基波阻抗在线跟踪采用以下方式实现：设系统等效电阻，系统等效电抗，系统等效电压；采用快速傅立叶算法从负荷电压、电流波形采样值分别计算基波电压V、基波电压相位、基波电流I以及基波电流相位；分别针对两个相邻采样周期中的基波计算值，根据基尔霍夫电压定律，用两个时刻的基波电压相量的差值除以两个时刻的基波电流差值，计算得到系统等效电阻和系统等效电抗。

3.根据权利要求2所述的负荷谐波注入污染预警的实现方法，其特征在于：在连续的跟踪过程中，以系统阻抗为状态量、以基波电压和基波电流为量测量建立量测方程，采用最小二乘法对量测量样本集进行状态量的估计，得到系统等效阻抗的估计值，具体计算过程如下：

在t₁时刻，应用基尔霍夫电压定律，可得到式(1)，

                  (1)

在t₂时刻，可得到式(2)，

                 (2)

如果t₁和t₂为两个相邻的采样时刻，近似认为＝，(2)式减去(1)式，得：

            (3)

令，，，考虑测量误差和计算误差，式(3)能写成式(4)，其中W为误差；

                          (4)

假设已得到k组量测数据，以残差平方和最小为目标确定和的最优估计值，求解(4)式，得

              (5)

在原有的k组采样数据增加了一组采样数据以后，有

      (6)

其中，，，则和存在式(7)的关系，

         (7)

其中；

将由式(7)估计的系统阻抗代入式(3)，得到t₂时刻的节点电压状态估计值；当或，当前估计值偏离实际值较大，说明此前的样本集不适合用来估计这个时刻的系统参数，清空量测量样本集，重新开始递推估计。

4.根据权利要求1所述的负荷谐波注入污染预警的实现方法，其特征在于：所述计算预警指标和按以下方式实现：采用快速傅立叶算法从负荷电压、电流波形采样值分别计算各次谐波电压、谐波电压相位、谐波电流、谐波电流相位；在计算得到系统等效阻抗的估计值以后，计算系统等效谐波阻抗，，；用负荷电流中的谐波分量乘以系统谐波阻抗，得到该负荷在系统供电点上引起的谐波电压；将在节点谐波电压相量上投影，计算投影分量；对所有的谐波电流进行重复以上计算，此后计算所有谐波电压、投影分量与供电点基波电压比值之和的均方根和作为预警指标。

5.一种负荷谐波注入污染预警系统，其特征在于：包括滤波及信号采集模块、第一处理器、第二处理器、触摸屏液晶显示单元以及以太网传输单元；所述的滤波及信号采集模块采集负荷电压、电流波形的采样值，送入所述第一处理器，该第一处理器根据权利要求1所述的方法进行计算预警指标和；并根据第二处理器的控制指令在所述触摸屏液晶显示单元显示或通过所述以太网传输单元上传数据。

6.根据权利要求5所述的负荷谐波注入污染预警系统，其特征在于：所述的第一处理器是TMS320F28335处理器。

7.根据权利要求5所述的负荷谐波注入污染预警系统，其特征在于：所述的第二处理器是STM32F407VGT6处理器。

8.根据权利要求5所述的负荷谐波注入污染预警系统，其特征在于：所述滤波及信号采集模块能实现在线12通道电压、电流信号的高速采集。

9.根据权利要求5所述的负荷谐波注入污染预警系统，其特征在于：所述的以太网传输单元是以太网DP83848模块。