[发明专利]电力系统的谐波定量测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量电气设备和电网谐波的方法。

背景技术

电气设备和电网谐波简称电力系统谐波，电力系统谐波是工频为50赫兹为基波的高次谐波。已有的一种定量测量电力系统谐波的方法是连续记录电力系统电流电压信息，应用微机等间隔地进行付立叶分析，给出按照50赫兹基波整倍数标注的各次谐波幅值的时间曲线分析结果，对谐波分析结果中的某时间段的数据进行数学统计，给出谐波统计参数，以注入系统的谐波电流作为系统输入，以系统的谐波电压作为系统的输出，作传递函数运算，测量系统的谐波阻抗。

当电力系统谐波是稳定或是随时间变化不大时，付立叶分析能够跟随其随时间变化，取得电力系统谐波特性和数据，测量结果是准确的，这种测量方法叫做谐波二维测量方法。

但谐波二维测量方法的不足之处是对于动态谐波测量的结果不够准确，而现实中，电力系统的大部分谐波是动态谐波。动态谐波随时间变化大，并且当测量动态谐波时，一些动态谐波的频率也随着时间发生变化，谐波次数越高频率变化越大。谐波二维测量方法不能跟随谐波变化，所以，造成了测量结果的不准确现象。

谐波二维测量方法的另一个不足之处是对谐波分析结果的某时间段的数据进行数学统计时，由于测量的不准确，又由于所述的时间段并不全是电力系统谐波产生的全过程，所以，统计数据反映不了电力系统谐波的全部特性和数据。

谐波二维测量方法的不足之处还在于测量系统谐波阻抗没有测量计算系统谐波放大特性和系统谐波共振频率。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足，实现电力系统动态谐波的三维跟随测量。根据本发明的理论和实践，动态谐波具有三维向量特性，即幅值、频率和时间三个维度。本发明按着谐波的幅值、频率、时间三维方向测量，可以准确的、定量的取得电力系统动态谐波的特性和数据。这就称作电力系统动态谐波三维跟随测量，也称作电力系统谐波定量测量。

本发明的目的还在于：对谐波分析结果都标注有确切的时间长度。这是谐波定量测量的基本要求。

本发明的目的还在于通过测量系统谐波阻抗取得系统谐波共振频率及谐波吸收频率及系统对各次谐波电流的放大系数。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：

对电力系统的电流电压信息进行谐波分析，并给出谐波分析结果是依照时间顺序、同步等间隔地跟随谐波三维方向动态变化特征，不仅要跟随谐波幅值随时间的变化，而且也跟随谐波频率随时间的变化，进行付立叶分析，频率发生变化时，各次谐波也是按照基波的整倍数计算的，测出各次谐波幅值、频率(次数)、时间三维参数，取得电力系统谐波特性和数据，并进行显示或打印。

对测出的各次谐波幅值、频率(次数)、时间三维参数技照三维即通称的3D图示法，在谐波幅值——谐波频率——时间三维坐标图中，依时间顺序连接各次谐波三维参数，在屏幕上显示谐波动态变化特征和数据的各次谐波的连续的光滑的三维曲线，或打印在图纸上。

三维坐标图是屏幕或图纸上的3D图，三坐标轴的空间排列根据需要确定，常用的排列是：水平X轴是谐波次数(频率)，垂直轴Y是谐波幅值，垂直于XY轴的Z轴是时间。

把测出各次谐波幅值、频率、时间的三维参数，即把三维跟随测量结果显示在二维坐标图上、以二维坐标图显示谐波动态变化特征和数据。实际上就是三维坐标图曲线在三个二维坐标图的投影曲线，从二维坐标图方向观察相应参数的动态变化。

在谐波幅值——时间坐标图上，依时间顺序把各次谐波的幅值时间参数连线，给出谐波幅值随时间变化特征的各次谐波幅值——时间曲线和数据，在谐波曲线标注谐波次数，可以直接的三维方向跟随各次谐波幅值，而不论谐波的具体频率是多少，给出三维方向跟随谐波幅值时间曲线。在谐波幅值——谐波频率坐标图，把各次谐波的幅值频率参数连线，给出显示三维方向谐波幅值频率随时间变化特征的各次谐波幅值——频率图和数据，在图中标注所显示谐波幅值频率图对应的时间。

关于同步等时间间隔：

同步等时间间隔大小的选择方法，是在三维坐标方向同步跟随谐波幅值和频率随时间变化特征，其具体作法是：在屏幕上观察快速变化的电力系统谐波三维曲线，在谐波幅值和频率三维坐标方向，能够跟随各次谐波幅值随时间变化量，也能够同步地跟随濒率随时间的增减量，给出各次谐波的连续的光滑的三维曲线。

对具有谐波幅值频率随时间快速变化特征的电力系统谐波，跟随各次谐波频率随时间的增减量，是以基波频率计算的，大于等于0.1赫芝，同步等时间间隔小于等于0.1秒。