[发明专利]一种基于实测数据的多谐波源责任划分方法

说明书

技术领域

本发明涉及谐波领域，尤其涉及一种基于实测数据的多谐波源责任划分方法。

背景技术

谐波问题是电能质量问题的一个重要方面，随着电力电子技术的发展，在各种电力电子技术的基础上发展起来的非线性设备，如整流器、逆变器及各种开关电源等，迅速普及并广泛使用。这些非线性设备向电网注入了大量的谐波电流，导致电网中的电压和电流都产生了严重的畸变，从而造成公用电网功率损耗的增加、设备寿命缩短、接地保护功能失常、遥控功能失常、线路和设备过热等，特别是三次谐波会产生非常大的中性线电流，使得配电变压器的零线电流甚至超过相线电流，造成设备的不安全运行。谐波对公用电网的影响还表现在可能引起电网发生谐振，使正常的供电中断、事故扩大、电网解裂等。为了控制公用电网中的谐波污染，目前国际上提出了一种“奖惩性方案”。它的基本思想是系统与用户在额定的范围内正常交易，如果系统不能保证供电质量，用户应当得到赔偿；如果用户的污染指标恶化，则系统在保证向用户正常供电的前提下，收取额外的惩罚费用，当然在用户吸收系统中额外谐波功率情况下，系统应当给予一定的补偿和鼓励。

“奖惩性方案”实施的前提需要合理地分清用户和系统对公共连接点电能质量恶化的责任,并且能量化用户的污染功率。目前针对单谐波源的责任划分的情形，进行了大量研究。然而，针对多谐波源的责任划分情形相对较少，主要采用的是参数估计的方法对多谐波源责任进行划分。具体的，请参看图1，所示为PCC处h次谐波电压投影示意图。由图1中的投影关系可得，PCC处谐波电压叠加关系为表示为标量的形式为：式中为PCC点h次谐波电压、为系统侧单独作用时在PCC处产生的谐波电压、为谐波源用户i单独作用时在PCC处产生的谐波电压、为理论电流、为系统侧h次谐波阻抗、为除谐波源i以为的其他谐波源以及系统侧的并联谐波阻抗、θ₀为与的相位夹角、θ_i为与的相位夹角。由于理论电流难以直接获得，因此，通常情况下，利用实际电流代替理论电流则上式可表示为将其中的视为自变量，视为因变量，利用参数估计的方法估计参数和的值，并分别记为及现有的参数估计方法主要为基于M估计的稳健回归法，偏最小二乘法以及最小二乘法。最后，根据公式计算各个谐波源用户的谐波责任，根据公式计算系统侧的谐波责任。

理论电流和实际电流的关系式如下：式中为系统谐波源单独作用于PCC处时流过谐波源i对应的馈线的谐波电流，为谐波源用户j(j≠i)单独作用于PCC处时流过谐波源i对应的馈线的谐波电流。当谐波理论电流和实际电流具有变化趋势上的一致性时，利用实际电流代替理论电流对谐波源馈线的谐波责任进行评估具有较高的精度。即当各谐波源的谐波发射水平比较高时，的值较大，可忽略的影响，从而符合谐波理论电流和实际电流具有变化趋势上的一致性特点，获得的估算精度较理想。但是，当某馈线谐波源的谐波发射水平较低时，的值较小，此时用实际电流代替理论电流而完全忽略的影响，则该馈线谐波理论电流和实际电流的一致性将受到削弱，导致该谐波源的责任评估精度降低。

发明内容

本发明提供一种基于实测数据的多谐波源责任划分方法，以解决现有技术中谐波源的责任评估精度低的技术问题。

本发明提供一种基于实测数据的多谐波源责任划分方法，所述基于实测数据的多谐波源责任划分方法包括：

分别获取系统和谐波源用户的基波电流、各次谐波电流、基波电压和各次谐波电压；

根据PCC处的短路容量S_k和额定电压V_N估算系统h次谐波阻抗

根据系统基波电压和系统基波电流估算谐波源用户i的谐波阻抗

将待测谐波源用户k等效为用户侧，将除待测谐波源用户k以外的其他谐波源用户及系统等效为系统侧，并根据所述系统h次谐波阻抗和所述除待测谐波源用户k以外的其他谐波源用户的谐波阻抗获取系统侧谐波阻抗

根据所述谐波源用户的谐波阻抗和系统侧谐波阻抗获取系统侧单独作用于PCC处的谐波电压和用户侧单独作用于PCC处的谐波电压

根据所述和所述在PCC处母线谐波电压上的投影值获取用户侧的谐波源责任。

优选的，所述获取系统和谐波源用户的基波电流、各次谐波电流、基波电压和各次谐波电压包括：

基于电能质量测试装置获取PCC处谐波电流测量值和电压测量值其中，i＝0,1,2,…,n，当i＝0时，为系统电流；当i＝1,2,…,n时，为谐波源用户电流；