專利名稱：一種新型的諧波源簡化電路模型的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種簡化的諧波源簡化電路模型，可應用于濾波器的設計和調(diào)試。
技術背景現(xiàn)代電力系統(tǒng)由于大量電力電子裝置的投入，造成了日益嚴重的諧波污染問題，對諧波的綜合治理已迫在眉睫。對電力網(wǎng)絡的諧波建模為諧波監(jiān)控、管理和治理提供理論依據(jù)。傳統(tǒng)的諧波建模方法將負荷注入電力系統(tǒng)公共連接點的各次諧波電流等效為一組并聯(lián)電流源，在此模型基礎上進行濾波器的設計。利用傳統(tǒng)方法來設計濾波器，其計算過于復雜。因此，有必要對負荷諧波的建模方法進行改進，以方便和簡化濾波器的設計。
發(fā)明內(nèi)容為了克服傳統(tǒng)濾波器設計中計算繁瑣的問題，本實用新型公開了一種簡化的諧波源等效模型，該簡化模型可以較為準確地表征實際的電流波形，方便和簡化濾波器的設計。本實用新型采用如下技術方案實現(xiàn)上述目的。一種新型的諧波源簡化電路模型，包括三相電壓源、系統(tǒng)等效阻抗、負載電流基波電流源和超標次諧波電流源，其中三相電壓源和負載電流基波電流源間連接系統(tǒng)等效阻抗，在系統(tǒng)等效阻抗和負載電流基波電流源之間并聯(lián)超標次電流諧波電流源。上述超標次諧波電流源是一組來自于對實際測量的電流諧波的分析結果而選出的超標次電流諧波(超出國家標準的)，并與該超標次電流諧波等效的三相電流源。本實用新型的具體原理如下I)根據(jù)電流諧波的測試分析結果，選出超標次數(shù)的電流諧波。將各超標次電流諧波分別用一組三相電流源來表示，忽略其它未超標次數(shù)的電流諧波。2)每組超標次諧波三相電流源的頻率分別為超標次諧波的諧波次數(shù)與基波頻率的乘積。每組超標次諧波三相電流源的相角均與基波電流相角相同。每組超標次諧波三相電流源的幅值為電流諧波測試分析結果中，與電流源頻率相對應的超標次電流諧波的95%值。3)根據(jù)搭建的簡化模型來進行濾波器的設計。4)通過仿真軟件驗證了根據(jù)該簡化模型設計的濾波器的使用效果。本諧波源的簡化電路模型的優(yōu)點在于，只關注超標次數(shù)諧波的治理，而忽略其它未超標次數(shù)的電流諧波?？纱蟠鬁p少濾波器參數(shù)計算中的計算量，提高計算速度。

本實用新型可以通過附圖給出的非限定性實施例進一步說明。圖I是諧波源簡化電路模型；圖2是A相實際電流等效波形與簡化模型的電流波形圖；[0015]圖3是加入濾波器之后的電路簡化模型；其中圖I :Va、Vb、Vc表示電網(wǎng)的三相電壓源八表示系統(tǒng)等效阻抗；Ia、Ib、Ic表示負載電流基波電流源；Iax、Ibx、Icx表示超標的x次諧波電流源，x=l、2、3......;圖2 :ias表示實際電流等效波形，就是把測量得到的所有次諧波都看作諧波源，建立模型后線路上的電流波形；iax表示簡化模型的電流波形，就是把主要次諧波看作諧波源，建立模型后線路上的電流波形；圖3 :Iax、Ibx、Icx (x=l, 2, 3, 4)表示超標的 5、7、11、13 次諧波電流源，Lx、Cx (x=l, 2，3，4)是雙調(diào)諧濾波器的電感與電容元件。
具體實施方式以某線路諧波測試為例進行分析。該線路額定電壓為10kV。步驟一建立等效模型測量共獲得I至25次諧波的數(shù)據(jù)。分析發(fā)現(xiàn)，5、7、11、13次諧波超標，超標次諧波及基波數(shù)據(jù)如下表所示。以上述超標次諧波數(shù)據(jù)為基礎建立諧波源簡化電路模型，參見圖I。具體參數(shù)如下電源電壓I = G =G=IO / SkV ,基波電流幅值= 4 = 4 = 95%值=548.73』,五次諧波電流幅值4i = hi = hi = 95%值=53.113』，七次諧波電流幅值4s = h-2 = = 95%值=22.560J ,i^一次諧波電流幅值 = hi = Is = 95%值= 31-093^，十三次諧波電流幅值= 4+ = = 95%值=22.973 A,基波電流頻率= 50&，五次諧波電流頻率JfM = 50iife X 5 = 250/fe ,七次諧波電流頻率fm = SdHzxl = 350 Hz ,^一次諧波電流頻率 A3 = 50Hz Xll = 550Hz ,十三次諧波電流頻率/m = 50/fe X13 = 650/fe ,各組超標諧波三相電流源的相角均與基波電流相角相同。步驟二 根據(jù)建立的模型設計濾波器根據(jù)建立的簡化電路模型，忽略未超標次諧波，計算得到針對5次和7次諧波的雙調(diào)諧濾波器參數(shù)為 Cf1 =111.32/#·，L1 = IMmH，C2 = 99 Χ7μΡ，￡2 = 290.3063/返，針
對11次和13次諧波的雙調(diào)諧濾波器參數(shù)為C3 =113,79/#· , Li = 622.67辦，Q = AAmP ,
1, = ΠΑ μΗ。將設計好的濾波器連接在系統(tǒng)等效阻抗和負載電流基波電流源之間，參見圖3。[0037]步驟三利用仿真軟件驗證所設計的濾波器的濾波效果根據(jù)上述計算結果，用仿真軟件建立電路的仿真模型，仿真中使用的電流波形為實測的電流波形，濾波器參數(shù)按照步驟二的計算結果設置。仿真結果表明系統(tǒng)中的超標次 數(shù)諧波含量大幅降低，達到國家標準對電力系統(tǒng)諧波的要求。這說明本簡化電路模型可以簡化濾波器設計過程并且用該簡化電路模型設計出的濾波器可以達到良好的濾波效果。
權利要求1.一種新型的諧波源簡化電路模型，其特征在于該模型包括三相電壓源、系統(tǒng)等效阻抗、負載電流基波電流源和超標次諧波電流源，其中三相電壓源和負載電流基波電流源間連接系統(tǒng)等效阻抗，在系統(tǒng)等效阻抗和負載電流基波電流源之間并聯(lián)超標次諧波電流源。
2.根據(jù)權利要求I所述一種新型的諧波源簡化電路模型，其特征在于所述超標次諧波電流源的頻率為實際測量的超標諧波的諧波次數(shù)與基波頻率的乘積，超標次諧波電流源的相角與基波電流源的相角相同，超標次諧波電流源的幅值為超標諧波的95%值。
專利摘要本實用新型公開了一種簡化的諧波源等效模型，該模型包括三相電壓源、系統(tǒng)等效阻抗、負載電流基波電流源和超標次電流諧波電流源。該模型根據(jù)電流諧波的測試分析結果，選出超標次數(shù)的電流諧波。將各次超標電流諧波分別用一組三相電流源來代替，而忽略其它未超標次的電流諧波，可大為簡化濾波器的設計過程。通過軟件仿真，利用該簡化電路模型設計出的濾波器可以達到良好的濾波效果。本實用新型克服了傳統(tǒng)濾波器設計過程中計算過于繁瑣的問題。
文檔編號G06F17/50GK202384767SQ201120571620
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權日2011年12月31日
發(fā)明者冷迪, 劉渝根, 張平, 成文杰, 梁德華, 毛龍飛, 田資, 陸治國 申請人:重慶大學, 重慶市大足縣供電有限責任公司