[发明专利]基于临界阻抗法的双侧谐波源鉴别与定位的方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种基于临界阻抗法的双侧谐波源鉴别与定位的方法。

【背景技术】

在供电系统中，谐波通常被定义为基波频率整数倍的周期性变化的正弦波， 当电力系统中有非线性的负载时，工频电压或者工频的电流通过这些非线性负 载时，会产生不同于工频50HZ的电压或者电流，用傅里叶级数展开得到一系列 的工频电压频率(50HZ)整数倍的电压分量或者电流分量，这些分量就是谐波 分量。在这国民经济迅速发展的时代，电能的质量已经逐步引起了人们的重视， 对于大部分的人来说可能并不懂的什么是电能的质量问题，更多的会认为现在 普遍出现的电压低的问题，但是相对于这个来说谐波污染是一种更为严重的电 能质量问题。当电网中有大量谐波注入时会使电网的电能使用效率大幅度降下 降，精密电子设备不能准确运行，电气设备寿命缩短等等，特别是谐波还会使 继电保护装备误动作，造成很严重的经济损失。谐波是电能质量的一个重要问 题，是电能质量好坏的重要依据之一。

谐波产生的原因：由于电力系统中有很多设备或者负荷是并不是线性的， 当频率为50HZ的电压作用在这些非线性负载器件上面时，会使工频电流产生畸 变，当这个畸变的电流流过系统阻抗时也就形成了谐波源。谐波污染主要有两 个方面的影响，即电力系统和信号的干扰。

随着电力系统中非线性的元器件像开关电源整流器等等的大量投入，使得 整个电力系统中的谐波源越来越多，电网中的谐波污情况染越来越严重。非线 性负荷引起的电能质量的下降逐步引起了人们的高度重视，为了能更好的处理 电力系统中的谐波问题，就必须确定电网中谐波的污染情况。传统解决谐波问 题的方法一般都是用有功功率法和无功功率法，但是这些方法在双侧谐波源鉴 别和定位时都具有一定的局限性。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种基于临界阻抗法的双侧谐波源鉴别与定位的方 法，其可判断出双侧谐波源的电力系统中的主谐波源，有助于减少在实际应用 中的谐波污染，且可处理多个谐波源的多个干扰。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种基于临界阻抗法 的双侧谐波源鉴别与定位的方法，包括如下步骤：

S1：获取电力系统中用户侧谐波阻抗、系统侧谐波阻抗，测量电网系统非 线性负荷作用在PCC点上的谐波电压和谐波电流，根据所获取的用户侧谐波阻 抗、系统侧谐波阻抗及所测得的谐波电压和谐波电流，计算得到用户侧谐波电 压源和系统侧谐波电压源；

S2：将电力系统等效为双侧谐波源等值回路，找出临界阻抗，根据临界阻 抗计算该双侧谐波源等值回路的双侧谐波总阻抗值，所述双侧谐波总阻抗值为 用户侧总谐波阻抗值与系统侧总谐波阻抗值之和；

S3：将系统侧和用户侧的谐波阻抗均视为电抗，计算得到电力系统的阻抗 值，将阻抗值与双侧谐波总阻抗值进行比对，若双倍的阻抗值大于双侧谐波总 阻抗值，则系统侧电压源是主谐波源；若双倍的阻抗值小于双侧谐波总阻抗值， 则用户侧电压源是主谐波源。

进一步的，所述步骤S3可以通过如下步骤替换：S3’：标记“临界阻抗系 数”；当ω﹥X_max，则系统侧电压源是主谐波源，其中：ω为临界阻抗系数，X_max为最大运行方式下双侧谐波总阻抗的最大值；当ω﹤X_min，则用户侧电压源是 主谐波源，其中：ω为临界阻抗系数，X_min为最大运行方式下双侧谐波总阻抗 的最小值。

进一步的，在所述步骤S3中，所述临界阻抗系数的计算公式如下：

ω=2QIpcc2,]]>

其中，ω为临界阻抗系数，I_pcc为PCC点上的临界电流，Q为电力系统的 总电量。

进一步的，在所述步骤S2中，

当电力系统谐波阻抗为感抗时：