[发明专利]基于谐波源模型的给定电压的谐波电流特性分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种谐波电流分析方法，尤其是涉及一种基于谐波源模型的给定电压的谐波电流特性分析方法。

背景技术

谐波源的模型建立对于研究谐波现象非常重要。近年来，随着可关断电力电子技术的广泛应用，谐波问题表现出比以往更加复杂的源特性。传统的谐波源主要分布在负荷侧，例如可控硅控制的功率源例如传统电气化机车、电解化工、传统的直流输电等，当然交流电弧炉及直流电弧炉也属于典型的传统谐波源；新型的不同于传统的谐波源不仅分布在负荷侧，例如新型动车、高铁、轻型直流输电、其他节能型电气(变频)等，还分布于发电侧，例如太阳能发电、风力发电的某些类型机组(双馈电机)等，这些类型的谐波源已经没有传统意义的低次谐波或者量值很小，但是在高频段例如几十次谐波却表现出丰富的谐波群、间谐波群现象。因此，如何采用一种普遍性的模型方法模拟分析电网中千差万别的谐波源是谐波问题研究的核心议题之一。

该发明方案主要基于如下理论：其一，谐波源负荷的伏安特性曲线是其固有的特征；其二，欧姆定理的瞬时性适应特征，也就是说，在任何时刻，对于瞬时值而言，欧姆定理总是适应的。基于上述两点，配合电能质量在线监测或便携式电能质量监测设备的实时电压、电流波形捕获能力，实现各类谐波源的伏安特性曲线辨识，基于给定的基波电压利用该伏安特性曲线实现各类谐波源的精确建模。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于谐波源模型的给定电压的谐波电流特性分析方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于谐波源模型的给定电压的谐波电流特性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)实测谐波源的瞬时电压、电流波形；

2)对实测电压进行FFT(快速傅立叶变换)，得到基波电压波形；

3)依据欧姆定理，辨识对应于该基波电压、实测电流的伏安特性特性曲线；

4)通过基波潮流计算，得到谐波源节点的基波正弦电压；

5)基于所辨识的伏安特性曲线，计算对应于所述基波正弦电压的负荷电流波形；

6)对负荷电流波形采样值进行FFT(快速傅立叶变换)，得到所述基波正弦电压下的谐波电流各次分量。

所述的步骤1中的谐波源包括综合性谐波源，即谐波源构成复杂或未知，不能直接通过结构分析进行数学描述的。

所述的步骤1中采用电能质量在线检测装置或便携式电能质量分析仪现场实测。

所述的步骤4中的基波正弦电压为任意给定的基波电压。

与现有技术相比，本发明具有通用、准确、简单、简便等优点

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为供电电压、电流采样曲线图；

图3为伏安特性曲线图；

图4为根据伏安特性曲线和给定电压得到的电流曲线图；

图5为电流谐波序列图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例：

如图1所示，一种基于谐波源模型的给定电压的谐波电流特性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

101、实测谐波源的瞬时电压、电流波形；

102、对实测电压进行FFT(快速傅立叶变换)，得到基波电压波形；

103、依据欧姆定理，辨识对应于该基波电压、实测电流的伏安特性特性曲线；

104、通过基波潮流计算，得到谐波源节点的基波正弦电压；

105、基于所辨识的伏安特性曲线，计算对应于所述基波正弦电压的负荷电流波形；

106、对此电流波形采样值进行FFT(快速傅立叶变换)，得到所述基波正弦电压下的谐波电流各次分量。

对于电压：u(t)＝sin(wt)+0.03sin(3wt+π/6)+0.02*sin(5wt)，w＝2πf，f＝50Hz；

电流：i(t)＝0.8sin(wt+π/2)+0.1sin(2wt)+0.3sin(3wt+π/2)+0.2sin(5wt+3π/2)

其谐波源实际水平如表1所示。

表1：谐波源实际水平数据