[发明专利]一种非线性负载谐波风险评估系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种非线性负载分析系统，特别涉及一种非线性负载谐波风险评估系统。

背景技术

电能的质量，通常以供电电压的频率、偏移、三相不平衡度、波动和闪变、谐波和畸变等5项稳态指标和电压间断、塌陷和尖峰、以及高频干扰等项瞬态指标来表征。电能的质量，不仅仅取决于发电、输电和供电系统本身，接入电网的半导体换流器和其它产生的非线性负载，会明显地干扰或降低配电网中的电能质量。尤其是非线性负载产生的谐波是影响电能质量的主要因素。非线性负载包括：(1)具有铁磁饱和特性的铁芯没备，如：变压器、电抗器等；(2)以具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备，如：气体放电灯、交流弧焊机、炼钢电弧炉等；(3)以电力电子元件为基础的开关电源设备，如：各种电力变流设备(整流器、逆变器、变频器)、相控调速和调压装置，大容量的电力晶闸管可控开关设备等。这些非线性负载的显著的特点是它们从电网取用非正弦电流，也就是说，即使电源给这些负荷供给的是正弦波形的电压，但由于它们具有其电流不随着电压同步变化的非线性的电压-电流特性，使得流过电网的电流是非正弦波形的，这种电流波形是由基波和与基波频率成整数倍的谐波组成，而与基波频率成整数倍的谐波，会使电网电压严重失真，降低了供电系统的电能质量。如今，各种电力电子装置的迅速发展使得供电系统的谐波污染日趋严重，由谐波引起的各种故障和事故也不断发生，谐波对供电系统的危害大致有以下几个方面：①谐波使电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾；②谐波影响各种电气设备的正常工作，如谐波对电机的影响除引起附加损耗外，还会产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热，谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以至损坏；③谐波会引起电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，这就使上述①和②的危害大大增加，甚至引起严重事故；④谐波会导致继电保护和自动装置的误动作，并会使电气测量仪表计量不准确；⑤谐波会对邻近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量；重者导致数据丢失，使通信系统无法正常工作。为控制谐波对供电系统电能质量的影响，设计配电系统前以及配电系统投入使用后，都需要对配电系统中非线性负载的谐波风险进行评估，以采取适宜的策略，保证供电系统的电能质量。目前，非线性负载谐波风险的评估方法，采用粗略估计单个非线性负载对电能质量的劣化指数，通过复杂的人工计算，对区域内非线性负载整体导致供电系统电能质量劣化风险进行简单评估，不但工作量大，计算复杂，准确度和精度也很难保障，无法进行系统性的测算和评估。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种自动运算且精度和准确度比较高的非线性负载谐波风险评估系统。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种非线性负载谐波风险评估系统，包括电能质量检测装置、信号传输装置、谐波分析仿真模型装置和电能质量劣化风险评估装置；所述电能质量检测装置采集供电系统的电能质量信号，并通过所述信号传输装置将采集的电能质量信号传输至所述谐波分析仿真模型装置；所述谐波分析仿真模型装置参照实测的电能质量信号，修正模型参数，产生供电系统的电能质量仿真信号，并输出信号至所述电能质量劣化风险评估装置；所述电能质量劣化风险评估装置将所述电能质量仿真信号与相应的电能质量标准限值相比较，评估非线性负载对供电系统造成的电能质量劣化风险。

所述电能质量检测装置的电能质量信号采集点为多个，所述采集点设置在非线性负载接入电网端或电网干路端。

所述电能质量检测装置采集电能质量信号的方式为在线采集和/或离线采集。

所述谐波分析仿真模型装置为基于傅里叶FFT算法的谐波分析仿真模型装置。

所述信号传输装置的传输方式为无线传输和/或有线组网传输。

所述电能质量劣化风险评估装置输出电能质量的劣化指数信号，所述劣化指数信号输出至供电系统的谐波处理装置。

所述电能质量劣化风险评估装置包括电能质量动态实测数据的存储、统计与显示装置。