[发明专利]一种三相整流机组谐波功率的简化建模评测方法

说明书

本发明提供了一种三相整流机组谐波功率的简化建模评测方法，该方法在构建得到三相整流机组的谐波功率模型的基础上，依据整流机组谐波电压与电流之间的耦合关系，构建谐波功率模型构建相应的谐波功率导纳矩阵，并分析端电压的不同谐波成分对各次谐波功率的贡献分布情况，从而剔除谐波功率导纳矩阵中对谐波功率的贡献低的元素区域使之简化，再根据简化的谐波功率导纳矩阵反推得到三相整流组谐波功率的简化模型，用以计算三相整流机组的谐波功率评测值，使得三相整流机组谐波功率的计算模型得以大幅简化的同时，利用其计算得到的三相整流机组的谐波功率评测值依然具有较高的参考可信度，能够有效的为实际工作提供参考信息。

技术领域

本发明涉及电力系统监测及工业用电设备谐波抑制技术领域，尤其涉及一种三相整流机组谐波功率的简化建模评测方法。

背景技术

目前，电力系统的发展已经是关乎国计民生的重要组成部分。据统计数字显示，我国的用电量随着经济的发展也在逐年增长。同时，传统电力工业向高度集约化、高度知识化、高度技术化方向转变，电网已经成为世界上最大最复杂的机器之一。而随着传统能源的不断减少以及伴随全球经济不断发展而不断增长的能源需求，能源的高效、优化利用是非常重要的。能源的高效、优化利用在节约能源的同时也能减少污染，这对我们建设具有可持续性发展的和谐型国家具有重要的社会效益和经济效益。对用户个人而言，能源的优化利用也能减少电费支出，节省开支。而与电力系统和电网而言，对电力负荷的监视有助于对能源的高效、优化利用，并且越来越受到大家的重视。比如通过负荷监测，能够知道哪种设备更加节能；通过分析不同时间段的负荷大小和能源使用情况，我们可以更加合理地安排相关设备的启停及工作状态。此外，对负荷的监测也有助于我们对负荷特性的近一步深入了解，能为相关部门做好负荷预测、电网规划等工作提供参考信息。

整流机组作为典型的谐波源，电网电压经其前级整流电路后，在负载侧生成直流电流，该电流经整流器与交流电网耦合，致使整流机组交流侧产生谐波分量，畸变的交流电流经电网交互作用后，将进一步对电力系统其他负荷造成危害。目前，已有文献采用实验测量、仿真分析等方式对整流机组的谐波特性进行研究，但前者仅适用于实验条件下的整流机组，而后者虽可用于分析不同结构的整流电路，但仍无法获得整流负载端电压各次谐波与谐波电流的关系，针对小功率单相整流，单相不控和相控整流电流的频域谐波模型，揭示其端电压各次谐波对电流谐波的贡献程度。对大功率工业整流机组常采用三相整流电路，现有文献中根据三相不控整流负荷的工作原理，利用交流电压和电流实测特征数据，分析不同工况下的整流电流特性，提出整流机组等效电路参数估计方法；结合频域谐波耦合导纳矩阵推导，建立三相不控整流负荷的谐波功率解析模型。但是这种模型过于复杂，不便于对三相整流机组谐波功率的分析，难以很好的实际应用于对三相整流机组的功耗负荷评测、电网设备规划等工作中，在实际工作应用中需要一种运算更为简单的、有参考价值的三相整流机组谐波功率的评测方法。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明目的在于提供一种运算更为简单且参考可信度较高的三相整流机组谐波功率的简化建模评测方法，以更便于对三相整流机组谐波功率进行分析，为负荷预测、电网规划等工作提供参考，从而解决现有技术的三相整流负荷的谐波功率分析方法过于复杂、难以实际应用的问题。

为解决上述技术问题，实现发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种三相整流机组谐波功率的简化建模评测方法，包括如下步骤：

1)获取不同工况下三相整流机组的电流特性，分析得到三相整流机组的谐波功率模型；

2)根据三相整流机组的谐波功率模型构建相应的谐波功率导纳矩阵，分析端电压的不同谐波成分对各次谐波功率的贡献分布情况，划分出谐波功率导纳矩阵中对谐波功率的贡献低于设定阈值的导纳元素集中分布的区域作为简化剔除区域，从谐波功率导纳矩阵中加以剔除，得到简化的谐波功率导纳矩阵，从而根据简化的谐波功率导纳矩阵反推得到三相整流机组谐波功率的简化模型；