[发明专利]线路末端同步测量信号多母线微电网稳态谐波分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微电网稳态谐波分析方法，特别涉及线路末端同步测量信号多母线微电网稳态谐波分析方法。

背景技术

微电网作为大电网的一部分，在理想情况下其提供的电压和电流应该是含有极少谐波的正弦交流量。然而，随着含有半导体等非线性电气元件的各种整流装置、大容量变频器、大型交直流变换装置以及其他的电力电子装置的使用和含有电弧和铁磁材料等的非线性材料的用电设备的增加，大量的谐波注入电网。谐波的产生，对微电网的电能质量是一种污染，降低了供电品质，同时对相连大电网的安全、稳定和经济运行带来危害。谐波使微电网中的电气元件产生额外的谐波损耗，降低了电能生产、传输和利用的效率；谐波影响各种电气设备的正常工作，容易使其产生过热、振动和噪声等现象，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或损坏；谐波可引起微电网和大电网局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁，甚至引起严重事故；谐波还会引起继电保护和其相关自动装置误动或拒动，使其动作失去选择性，导致可靠性降低，甚至造成系统事故，严重威胁电力系统的安全运行；谐波使电气测量结果出现较大误差，供电部门无法正确地计量各用户的用电情况，造成电能计量混乱；对于电力系统外部的通信设备和电子设备，谐波会产生干扰，甚至在极端的情况下，还会威胁通信设备和人员的安全。

因此，微电网谐波分析对于微电网正常运行尤为重要。快速、准确的测量和分析微电网内的谐波，可以准确地掌握微电网谐波情况，为供电部门或电力用户判断和改善电能质量提供依据，便于微电网运行状态的自动调节，有利于保障微电网的安全、稳定、高效运行。

国内外学者对于谐波分析做了大量研究。主要有频域分析法、是时域分析法和时频域分析法。现有微电网谐波方法是仅关注微电网和大系统公共连接点处的谐波情况，现有微电网谐波分析方法需要在公共连接点处安装测量装置以得到公共连接点的电压和电流信号，运用该电压和电流信号分析公共连接点的谐波情况。随着微电网内大量谐波的注入和微电网内电力用户对于电能质量要求的提高，分析微电网与大系统公共连接点和微电网内各分级母线的谐波情况以及对谐波的治理越来越受到人们的重视。测量微电网内各母线的谐波畸变情况是谐波治理的重要前提，现有的谐波分析方法需要在测量各母线的电压和电流信号。为此需在各母线上额外安装测量装置以测得各母线的电压和电流信号，为现有谐波分析方法提供计算数据，大大增加了设备投资。

发明内容

本发明的目的就是解决以上问题，提供一种基于线路末端同步测量信号多母线微电网稳态谐波分析方法。在现有微电网中分布式电源位于线路末端，为更好的控制分布式电源输出，在其并网接口处安装了测量装置，通过高精度授时系统可以实现线路末端的电压和电流信号的同步测量。测量到的电压和电流信号可通过能量管理系统进行通讯。本发明以线路末端电压和电流同步测量数据为参考，根据快速傅里叶分析方法或者小波变换计算得到各次谐波参数，结合微电网网络方程，能量管理系统可间接计算稳态情况下多母线微电网各母线的谐波情况。本发明，利用已有的线路末端的测量数据进行谐波分析，避免了在微电网各母线安装额外检测装置，节省了大量投资。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

基于线路末端同步测量信号的多母线微电网稳态谐波分析方法，包括以下步骤：

一种线路末端同步测量信号多母线微电网稳态谐波分析方法，它的步骤为：

步骤一，采集微电网线路末端检测点的电压和电流同步信号，并获取检测点与其相邻母线之间的线路阻抗信息；

步骤二，根据得到电压和电流同步信号的幅值、初相位结合线路末端检测点与其相邻母线之间的线路阻抗信息，利用基尔霍夫定律计算线路末端检测点相邻母线的电压相量；

步骤三，结合两相邻母线的电压相量和母线间线路阻抗信息，利用欧姆定律计算母线连接线中电流相量；

步骤四，结合各母线电压和电流相量，得到基波和各次谐波有效值，利用谐波电压含有率、谐波电流含有率、电压谐波总畸变率和电流谐波总畸变率计算公式计算各母线谐波情况。

所述步骤一中，运用FFT分解计算各点的基波、各次谐波电压和电流的幅值和初相位。

本发明的有益效果：本发明采用线路末端同步测量信号间接计算微电网谐波情况，不但可以掌握微电网内各母线的谐波情况，为微电网谐波治理提供重要依据，还避免了在微电网内各母线上安装额外测量设备监测电能质量，节省了大量投资。

附图说明

图1为多母线微电网基本结构图。

具体实施方式