[发明专利]一种基于特征量分析辨识谐波源类型的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于特征量分析辨识谐波源类型的方法，属于电力系统谐波分析领域。

背景技术

谐波源的辨识技术是谐波研究领域的重要分支，是对系统进行谐波治理的前提，也是系统与用户之间进行谐波责任分摊的基础，随着电力系统的不断发展，各种非线性负载越来越多的并入电网，大量谐波注入电网，损害了供电系统的电能质量。目前，对谐波源识别的方法主要有有功功率法，负荷参数辨识法，临界阻抗法等。其中有功功率法利用谐波有功功率符号的正负来来识别谐波源的位置，但由于易受到功率角的影响，该方法容易误判失效；负荷参数辨识法依靠对R或L 非线性程度的定量分析，该方法能较好地分析和预估配电系统在谐波影响下的行为特性，一定程度上可以作为用户负荷畸变程度的判定标准，但该判定方式的合理性以及其结果非线性程度判定的方法仍有待研究与验证，在实际应用还需要进一步的探讨；临界阻抗法则从无功功率的流向来进行判断，从而进行谐波定位，在实际使用中，该方法还需预知大概的阻抗信息来起动算法，且认为系统中各处的谐波阻抗特性是一样的，这样在实际应用中会带来较大的误差。

总之，尽管国内外对谐波源的识别十分重视，现有的各种方法在应用中还是受到一定的制约，实际应用中得到的结果并不十分理想，而实际上谐波源的识别只是个定性的问题，只需要通过简单的定性指标即可达到目的。上述各种方法都是从识别出是否是谐波源的目的出发，但是实际中识别谐波源的本质目的是为了进行谐波补偿，因此直接识别出谐波源的类型，再根据不同的类型的负荷进行补偿效果会更佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种快速准确，简单方便的利用特征量对谐波源类型定性分析，能够辨识配电网的各个谐波源类型的方法，从而为系统具有针对性的治理谐波提供依据。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

一种基于特征量分析辨识谐波源类型的方法，其依据如下步骤实现：

步骤（一）：采集各条支路负载的电压和流数据，得到特征量，判断是否是谐波源：

（1）通过数据处理与运算，进行快速傅里叶分析，得到各条支路的电压和电流的基波和各次谐波分量，经过计算得到波峰系数CF、形式系数FF、电流谐波总畸变率THD_I三个特征量：

所述波峰系数CF的计算公式（1）如下：

（1）

其中，为畸变波形的峰值；

为畸变波形的峰值的均方根值；

所述形式系数FF的计算公式（2）如下：

（2）

其中，为畸变波形的均方根值；

为支路电流的基频分量均方根值；

所述电流谐波总畸变率THD_I的计算公式（3）如下：

（3）

其中，为第h次谐波电流有效值；

为支路电流的基频分量的均方根值；

（2）基于波峰系数CF、形式系数FF、电流谐波总畸变率THD_I三个特征量的值，依据IEEE519标准和国标GBT24337-2009进行判断：

当同时满足、和三个条件时，判断出支路负载是非谐波源；

当任意满足、或三个条件中的一个时，判断出支路负载是谐波源，进行下面的步骤（二）；

步骤（二）：对谐波源进行分类，判断谐波源属于铁磁饱和型、电力电子开关型、电弧型或不属于以上三种类型的其他类型之一：

（1）判断是否属于电弧型：

A.在电压等级在1000V以下，频率的情况下，当间谐波电压含有率满足大于0.16，且计算出的电阻R，若电阻R符合电弧电阻的伏安特性曲线时，此时的谐波源属于电弧型；若不满足上述条件，说明此时的谐波源为非电弧型谐波源，进行下面步骤（二）中的步骤（2）；

其中，所述间谐波电压含有率的计算公式（4）如下：

（4）

其中，为第ih次间谐波电压有效值；

为基波谐波电压有效值；

其中，所述电弧电阻的伏安特性曲线可通过如下公式（5）绘制：

（5）

其中，为弧柱最高温度，为弧柱最低温度，为弧柱热惯性常数，为外加正弦电压角频率，为弧长， 与为常数；

B.在电压等级在1000V以上，频率的情况下，当间谐波电压含有率满足大于0.13，且计算出的电阻R，若R符合电弧电阻的伏安特性曲线时，此时的谐波源属于电弧型；若不满足上述条件，说明此时的谐波源为非电弧型谐波源，进行下面步骤（二）中的步骤（2）；