[发明专利]配电网络谐波污染的确定

说明书

本发明涉及检测传输三相电流的配电网络内的谐波污染的方法，包括；针对每个所述相位，在所述网络的计量点(P1，P2，P3，P4)处，测量电压和电流幅值的步骤；计算对应于电流的基频的第一基于四元数阻抗的步骤；计算对应于电流的谐波频率的至少一个第二基于四元数阻抗的步骤；这些阻抗是通过以二维变换来变换电压和幅值而计算，所述二维变换是根据基于所述频率的角度而界定，以便提供具有分别为u_d、u_q、u_o以及i_d、i_q、i_o的两向量三数量的系统。然后，在使用四元数表示法之后，通过应用如下表达式：针对实数部分:公式(I)，针对虚数部分:公式(II)。基于所述第一阻抗与所述至少第二阻抗之间的差值，确定谐波污染的步骤。

技术领域

本发明涉及配电网络内谐波污染的检测。这样使得不仅能检测谐波污染，而且能测量谐波污染，并能根据操作的方法确定所述谐波污染的位置。

背景技术

理论上，配电网络(或更简单地说“电网”)以固定频率正弦波(在法国为50Hz)将发电厂的电传输到用户。这些用户可以是使用数量和规模有限的设备的个人，或者是可能具有数量巨大的设备并且需要非常高的耗电量的工业设施。

某些种类设备可能会干扰这种信号，并产生谐波畸变。通常，这种设备安装在用户的场所，且配电网络管理器不能对其进行控制。

这种谐波畸变是由连接到电网的非线性负荷导致的，其诱发信号的谐波分量。这类非线性负荷是由于维护不善、有缺陷，或设计不良的设备产生的。某些类型的设备本来就具有非线性负荷，像是例如，LED(发光二极管)、家用电器电源，以及用于电动机的速度传动装置，等等。现在，据信与这些谐波干扰相对应的能量相当于使用的总能量的大约5％。由于带有固有非线性负荷的设备数量增加，谐波畸变数量在今后也将会显著增长。

谐波干扰的主要缺点在于其横跨整个配电网络进行传播，而不只限于用户的专用网络。

然而，一些设备对此现象非常敏感，这会干扰或甚至破坏设备。对于像电视机等设备就是这样的情况，由于谐波干扰电网，这会大幅度地降低它们的使用寿命。

此外，配电网络管理器通过计量器执行的耗电量测量机制基于基本的测量。换言之，只有相当于50Hz(对于法国而言)的能量才被考虑在内来确定用户的消费量。相当于谐波频率的能量不会被考虑在内，且因此不能向用户收取费用，这相当于5％的损失。

因此，对于配电网络管理器而言，尽最大努力控制谐波干扰是一个巨大的挑战。

尽管如此，这些解决方案并不能使你确定谐波污染的来源。在每个用户连接点处必须放置滤波器，以确保局部干扰不会传播。

这种明显高成本的解决方案是不完美的：因为滤波器是昂贵的，谐波污染的种类和其估算值必须是已知的。

现行的解决方案，尤其是滤波解决方案，基于实际上定位在用户场所处的电网的模型。使用这种模型，可能会得出怎样免除或大幅度减少滤波器处相当于谐波频率的能量。

然而，由于用户之间的差异，而且尤其是连接到电网的负荷的动态本质，很难产生用户网络的模型。在一天时间内，甚至是从这一分钟到下一分钟，所连接的负荷可能会极大地变化。

因此，基于确定用户电网的模型的解决方案肯定是极其不足的。