三相電網(wǎng)諧波阻抗測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是涉及一種三相電網(wǎng)諧波阻抗測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于電力電子技術(shù)在電氣設(shè)備中的廣泛應(yīng)用以及其它非線(xiàn)性負(fù)荷的不斷增加，配 電網(wǎng)絡(luò)中的諧波污染問(wèn)題也變得日益嚴(yán)重，已危及電力網(wǎng)和用電設(shè)備自身的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn) 行。為此，諧波問(wèn)題的分析和綜合治理已成為國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注的課題。諧波源探測(cè)問(wèn)題是諧 波分析的一個(gè)重要分支。諧波源探測(cè)就是找出電力網(wǎng)中對(duì)電網(wǎng)諧波貢獻(xiàn)較大的諧波源一一 主諧波源，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)該諧波源的抑制、補(bǔ)償。諧波源探測(cè)的主要數(shù)據(jù)來(lái)源于電網(wǎng)公共耦合 點(diǎn)的電壓和電流，通過(guò)與公共耦合點(diǎn)處測(cè)量得到的系統(tǒng)諧波阻抗進(jìn)行比較分析。因而系統(tǒng) 諧波阻抗的準(zhǔn)確測(cè)量成為系統(tǒng)主諧波源準(zhǔn)確識(shí)別的基礎(chǔ)。
[0003] 目前已經(jīng)有很多方法用于諧波阻抗的測(cè)量。包括利用網(wǎng)絡(luò)存在的諧波源測(cè)量系統(tǒng) 的諧波阻抗，以及測(cè)量諧波阻抗的頻譜分析法等。其中最為常見(jiàn)的方法是向系統(tǒng)加入干擾。 目前基于干擾的阻抗測(cè)量的方法可以分成兩類(lèi):基于瞬態(tài)的方法和基于穩(wěn)態(tài)的方法?；?瞬態(tài)的方法是向系統(tǒng)加入瞬態(tài)干擾，從而在瞬態(tài)的電壓和電流中提取隨頻率變化的諧波阻 抗，這種方法需要高速的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，費(fèi)用較高，一般不采用。基于穩(wěn)態(tài)的方法是用干擾 前后的穩(wěn)態(tài)波形，干擾通過(guò)外加干擾源或開(kāi)合某一支路產(chǎn)生。這種方法費(fèi)用相對(duì)較低，也可 測(cè)量所需的諧波阻抗。但這些方法一方面無(wú)法獲知各次系統(tǒng)的諧波阻抗，另一方面也達(dá)不 到隨時(shí)獲取系統(tǒng)諧波阻抗的效果。
[0004] 另外，實(shí)際的電力系統(tǒng)都是三相的，而且是不完全對(duì)稱(chēng)的，因此大多數(shù)情況下注入 的諧波電流也遠(yuǎn)不是對(duì)稱(chēng)的，通過(guò)單相的測(cè)量就得不到系統(tǒng)正確的阻抗。因此，在測(cè)量三相 的諧波阻抗的時(shí)候三相的諧波電壓和諧波電流都是需要測(cè)量的。而且，對(duì)于不同次數(shù)的諧 波，其占主導(dǎo)的序分量是各不相同的。例如，5次諧波就是負(fù)序分量占主導(dǎo)而正序分量比較 小。因此，在測(cè)定各次諧波的阻抗時(shí)，還應(yīng)該用對(duì)稱(chēng)分量法求出各次諧波下所對(duì)應(yīng)的正序、 負(fù)序和零序阻抗，這不僅有助于分析和解決系統(tǒng)的諧波和三相不平衡問(wèn)題，還有助于滿(mǎn)足 現(xiàn)代電力系統(tǒng)對(duì)電能質(zhì)量的檢測(cè)和控制要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 基于此，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N三相電網(wǎng)諧波阻抗測(cè)量方法，其能夠較精確地測(cè)量出各 次諧波下的正序、負(fù)序和零序諧波阻抗。
[0006] 一種三相電網(wǎng)諧波阻抗測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0007] 在電網(wǎng)中選取并網(wǎng)點(diǎn)；
[0008] 獲取所述并網(wǎng)點(diǎn)的a、b、c三相的每相的電網(wǎng)電壓；
[0009] 提取所需的第h次a、b、c三相的序諧波電壓，h為正整數(shù)；
[0010 ]向電網(wǎng)中注入a、b、c三相的序諧波電流；
[0011]獲取注入序諧波電流后的并網(wǎng)點(diǎn)的三相的序諧波電壓和實(shí)際的三相的序諧波電 流；
[0012] 根據(jù)諧波阻抗計(jì)算公式計(jì)算得到第h次諧波的a、b、c三相的序諧波阻抗。
[0013] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述向電網(wǎng)中注入a、b、c三相的序諧波電流的步驟中，所述 序諧波電流是由諧波電流發(fā)生器產(chǎn)生的。
[0014] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)諧波阻抗計(jì)算公式計(jì)算得到第h次諧波的a、b、c三 相的序諧波阻抗的步驟中，所述計(jì)算得到的第h次諧波的序諧波阻抗包括正序諧波阻抗、負(fù) 序諧波阻抗和零序諧波阻抗。
[0015] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)諧波阻抗計(jì)算公式計(jì)算得到第h次諧波的a、b、c三 相的序諧波阻抗的步驟中，所述諧波阻抗計(jì)算公式為：
[0016]
[0017] 其中，Zsah Zsbh Zsch表示a、b、c三相h次諧波的序阻抗，Uah Ubh Uch表示a、b、c三相測(cè) 量電壓的h次諧波電壓分量的序分量，Usah Usbh Usch表不a、b、c三相電網(wǎng)電壓的h次諧波電壓 分量的序分量，iah ibh kh表示a、b、c三相電流的序分量。
[0018] 上述三相電網(wǎng)諧波阻抗測(cè)量方法通過(guò)使用三相諧波電流發(fā)生器向系統(tǒng)依次注入 各次諧波的正序、負(fù)序和零序分量，能夠較精確地測(cè)量出三相系統(tǒng)的各次諧波電壓和諧波 電流的正序、負(fù)序和零序分量，從而能較精確地計(jì)算出各次諧波下的正序、負(fù)序和零序諧波 阻抗。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為本發(fā)明的三相電網(wǎng)諧波阻抗測(cè)量方法測(cè)量流程圖；
[0020] 圖2為圖1所示三相電網(wǎng)諧波阻抗測(cè)量方法的線(xiàn)路連接圖；
[0021] 圖3為圖1所示三相電網(wǎng)諧波阻抗測(cè)量方法的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]請(qǐng)參考圖1，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N三相電網(wǎng)諧波阻抗測(cè)量方法。該三相電網(wǎng)諧波阻抗測(cè) 量方法包括以下步驟：
[0023] 步驟S110,在電網(wǎng)中選取并網(wǎng)點(diǎn)。
[0024] 步驟S120,獲取并網(wǎng)點(diǎn)的a、b、c三相的每相的電網(wǎng)電壓。
[0025]步驟S130,提取所需的第h次a、b、c三相的序諧波電壓，h為正整數(shù)。
[0026]步驟S140，向電網(wǎng)中注入a、b、c三相的序諧波電流。其中，序諧波電流是由諧波電 流發(fā)生器產(chǎn)生的。
[0027]步驟S150，獲取注入序諧波電流后的并網(wǎng)點(diǎn)的三相的序諧波電壓和實(shí)際的三相的 序諧波電流。
[0028]步驟S160,根據(jù)諧波阻抗計(jì)算公式計(jì)算得到第h次諧波的a、b、c三相的序諧波阻 抗。該步驟S160計(jì)算得到的第h次諧波的序諧波阻抗包括正序諧波阻抗、負(fù)序諧波阻抗和零 序諧波阻抗。諧波阻抗計(jì)算公式為：
[0029]
[0030] 其中，Zsah Zsbh Zsch表示a、b、c三相h次諧波的序阻抗，Uah Ubh Uch表示a、b、c三相測(cè) 量電壓的h次諧波電壓分量的序分量，Usah Usbh Usch表不a、b、c三相電網(wǎng)電壓的h次諧波電壓 分量的序分量，iah ibh kh表示a、b、c三相電流的序分量。
[0031] 請(qǐng)參考圖2和圖3,下面將以三相正序諧波阻抗的測(cè)量為例介紹一下該三相電網(wǎng)諧 波阻抗測(cè)量方法。
[0032]首先，選取a、b、c三相電網(wǎng)系統(tǒng)的G1、G2、G3點(diǎn)作為并網(wǎng)點(diǎn)。
[0033] 在并網(wǎng)點(diǎn)裝上精確測(cè)量系統(tǒng)，但先不安裝諧波電流發(fā)生器。此時(shí)，電路斷開(kāi)，可以 通過(guò)精確測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量得到的是a、b、c三相電網(wǎng)電壓u sa、usb、usc；，精確測(cè)量系統(tǒng)做傅里葉和 對(duì)稱(chēng)分量法分解后，人為設(shè)置只提取所需的第h次a、b、c三相正序諧波電壓u sah(i)、usbh(i)、 Usch⑴。精確測(cè)量系統(tǒng)能夠測(cè)量出線(xiàn)路某一點(diǎn)的電壓和電流信號(hào)，并且能夠做傅里葉和對(duì)稱(chēng) 分量法分解，按照人為設(shè)置提取所需要的h次正序、負(fù)序和零序諧波電壓和諧波電流。
[0034] 然后，在并網(wǎng)點(diǎn)裝上諧波電流發(fā)生器，并人為設(shè)置諧波電流的頻率為基波的h倍， 同時(shí)設(shè)置只產(chǎn)生a、b、c三相正序的諧波電流。此時(shí)，諧波電流發(fā)生器能夠根 據(jù)指令的要求，發(fā)出頻率為wh的三相正序諧波電流iah⑴ibh⑴i ch⑴。其中，諧波電流發(fā)生 器能夠人為設(shè)置注入諧波的頻率，向系統(tǒng)注入各次諧波電流，并且能夠獨(dú)立地發(fā)出某一次 諧波下的正序、負(fù)序和零序諧波電流，可看作三相電流源。
[0035]接著，精確測(cè)量系統(tǒng)此時(shí)按人為設(shè)置只提取得到并網(wǎng)點(diǎn)的三相正序諧波電壓為 11此(1)、11此(1)、11郵)和實(shí)際的三相正序諧波電流：^(1)：[此(1)：^(1)。
[0036] 將測(cè)量所得到的數(shù)據(jù)輸入到諧波阻抗計(jì)算器，則諧波阻抗計(jì)算器會(huì)按照諧波阻抗 計(jì)算公式計(jì)算出對(duì)應(yīng)第h次諧波的三相正序諧波阻抗Zsah⑴、Zsbh⑴、Zsch⑴。其中，諧波阻抗 計(jì)算器能夠根據(jù)某一次諧波電壓和諧波電流的數(shù)據(jù)，根據(jù)諧波阻抗計(jì)算公式計(jì)算出對(duì)應(yīng)該 次諧波下的序、負(fù)序和零序諧波陽(yáng)抗》對(duì)應(yīng)干二相序諧波陽(yáng)抗的計(jì)筧公式為：
[0037]
瓦甲，Zsah(i) Zsbh(i) Zsch(i)衣不a、b、c二諧汲的止斤阻沉，uah(i) Ubh(i) uch(i) 表示a、b、c三相測(cè)量電壓的h次諧波電壓分量的正序分量，usah(i) usbh(i) usch(i)表示a、b、c三 相電網(wǎng)電壓的h次諧波電壓分量的正序分量，iah(i) ibh(i) ich(i)表不a、b、c三相電流的正序 分量。
[0039]依次調(diào)整h的值，就能得到相對(duì)應(yīng)的h次阻抗。比如將h的值設(shè)為2-50次變化，就能 計(jì)算出對(duì)應(yīng)的2-50次三相正序諧波阻抗Zsah(i)、Zsbh(i)、Zsch(i)。
[0040]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)上述方法，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的變化很容易的測(cè)量得到三相負(fù)序 諧波阻抗荷三相零序諧波阻抗。另外，該三相電網(wǎng)諧波阻抗測(cè)量方法不僅適應(yīng)于高壓電網(wǎng) 系統(tǒng)，也適應(yīng)于低壓電網(wǎng)系統(tǒng)。所以，這些都適應(yīng)于該三相電網(wǎng)諧波阻抗測(cè)量方法進(jìn)行測(cè) 量。
[0041] 下面將介紹一下該三相電網(wǎng)諧波阻抗測(cè)量方法的測(cè)試原理。
[0042] 本發(fā)明中，電力系統(tǒng)