[发明专利]输电线主谐波源方向指示仪

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统谐波分析技术领域。

背景技术

随着科学技术和国民经济的快速发展，大量非线性负载和新能源发电设备接入电网，电力系统的电能质量形势越来越严峻，这其中，谐波污染是最为突出的问题之一。

为此，电力系统已经越来越多地采用谐波监测装置、谐波治理装置等现代手段提高电能质量，但谐波源准确定位仍然是一个国际性的难题。不准确定位谐波源——污染责任就不能正确划分，不准确定位谐波源——治理方案就难以有的放矢。

电力工程中确定主谐波源最常用的方法是‘谐波有功功率方向法’，2003年WilsunXu,和XianLiu在他们的著名论文“AnInvestigationontheValidityofPower-DirectionMethodforHarmonicSourceDetermination”（IEEETRANSACTIONSONPOWERDELIVERY,VOL.18,NO.1,JANUARY2003）中已经论证了：谐波有功功率方向不能代表主谐波源的方向。

由于谐波有功功率不能代表主谐波源的方向，本发明提出一种输电线主谐波源方向指示仪，专门用于在线实时指示输电线主谐波的方向。传统的谐波有功功率方向法只靠公共连接点（PCC）的谐波有功功率确定主谐波源方向，输电线主谐波源方向指示仪依据输电线两端的谐波有功功率和无功功率——共4个功率值确定主谐波源方向，输电线主谐波源方向指示仪对电力系统的谐波分析无疑非常有用。

发明内容

本发明提出一种能克服已有技术缺陷的输电线主谐波源方向指示仪。

本发明包括一个用于测量输电线供电侧的谐波用功功率和无功功率的主机和一个用于测量输电线用户侧的谐波用功功率和无功功率的辅机，在主机和辅机之间通过数据通讯连接。

所述主机包括供电侧电压互感器、供电侧电流互感器、供电侧模数转换模块、供电侧谐波功率测量模块、供电侧谐波等效阻抗测量模块、谐波传播方向识别模块、谐波方向指示仪和第一数据接口模块；输电线供电侧的模拟电压和模拟电流分别通过供电侧电压互感器和供电侧电流互感器连接在供电侧模数转换模块的输入端；供电侧模数转换模块的一个输出端通过供电侧的谐波等效阻抗测量模块连接在供电侧谐波传播方向识别模块的一个输入端；供电侧谐波功率测量模块一端连接供电侧模数转换模块，另一端通过谐波传播方向识别模块连接在谐波方向指示仪的信号输入端，所述第一数据接口模块与谐波传播方向识别模块连接。

所述辅机包括用户侧电压互感器、用户侧电流互感器、用户侧模数转换模块、用户侧谐波功率测量模块、用户侧谐波等效阻抗测量模块和第二数据接口模块；输电线用户侧的模拟电压和模拟电流分别通过用户侧电压互感器和用户侧电流互感器连接在用户侧模数转换模块的输入端；用户侧模数转换模块的一个输出端通过用户侧的谐波等效阻抗测量模块与第二数据接口模块连接；用户侧谐波功率测量模块一端连接用户侧模数转换模块，另一端与第二数据接口模块连接；所述第二数据接口模块和第一数据接口模块之间通过数据通讯连接。

本发明的主机用于测量输电线供电侧（即近端）的谐波用功功率和无功功率，而辅机则用于测量输电线用户侧（即远端）的谐波用功功率和无功功率，主机和辅机之间可以采用无线（GPRS）或以太网进行数据通讯。

主机的输入信号是近端的模拟电压u¹和模拟电流i¹，u¹和i¹分别经电压互感器PT1和电流互感器CT1送到模数转换模块ADC1的输入端，ADC1将模拟信号转化为数字信号。ADC1的输出送到谐波功率测量模块HPQ1，HPQ1利用数字电压信号和数字电流信号计算出近端的各次谐波有功功率和无功功率，HPQ1的输出送到谐波传播方向识别模块HDI，同时送到谐波传播方向识别模块HDI的还有各次谐波等效阻抗测量。