[发明专利]负荷谐波注入污染预警的实现方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力电能质量监测技术领域，特别是一种负荷谐波注入污染预警的实现方法及其系统。

背景技术

目前的电能质量监测仪器监测用户用电电压和负荷电流，并以此评价用户对电网电能质量的影响，这种做法其实没有区分谐波污染来自于用户还是供电方，因而依靠目前的电能质量监测方法和装置不能真正检测到用户对系统的谐波干扰程度，在某些运行工况下可能遗漏潜在的污染用户。

目前已经具备成熟谐波监测装置，能够检测用户注入系统的谐波电流和供电点的谐波电压。供电点的谐波电压是系统中所有谐波污染用户共同作用的结果，显然不能用来描述某个监测用户对系统的影响程度。当系统运行方式变化时，用户注入系统同样大小的谐波电流在公共连接点上形成的谐波电压并不相等，需要结合监测系统参数来评价用户注入系统的污染大小。另外，即使被监测用户本身不产生谐波，但外界谐波源也会在该用户线路电流中产生谐波分量，所以单纯检测用户电流中是否含有谐波也无法正确评判用户是否对系统注入谐波污染。总之，单纯监测用户谐波电压和谐波电流无法度量用户对系统的谐波污染程度，无法据此实现用户电能质量水平的预警功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种负荷谐波注入污染预警的实现方法。该方法能实现用户注入污染的准确评估，并结合电网运行方式的监测对用户注入污染进行预警。

本发明采用以下方案实现：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。

进一步的，所述系统基波阻抗在线跟踪采用以下方式实现：设系统电阻，系统电抗，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。

进一步的，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，可近似认为＝，(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组数据，以残差平方和最小为目标确定R_s和X_s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时，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。