[发明专利]一种配电系统抗短路故障干扰的谐波责任划分方法

说明书

本发明公开了一种抗短路故障干扰的配电网谐波责任划分方法，首先分析配电网中发生短路故障对公共连接点基波监测数据的干扰特征并基于该特征提出各次谐波受故障干扰数据辨识与剔除流程。通过建立配电网分散式多谐波源各次谐波责任划分模型，可计算获得谐波源与关注节点间各次等效谐波传递阻抗和关注节点处各次背景谐波电压，进而利用谐波电压分量投影计算得到各谐波源在关注节点处各次谐波责任。能够根据各公共连接点及关注节点测量得到的三相电压、电流数据有效划分各谐波源在关注节点处的各次谐波责任。

技术领域

本发明属于谐波责任划分领域，涉及一种配电系统抗短路故障干扰的谐波责任划分方法。

背景技术

在电力系统中，三相电压、电流波形在理想情况下为标准正弦波，频率为50Hz。随着科技和经济的快速发展，越来越多的新型负荷和电源接入配电系统，新型负荷和电源大多包含电力电子变换器件，由于电力电子变换器件会产生波形畸变发射谐波，因此当今配电系统中谐波污染较以往更为严重。谐波会加剧温升，加速电气元件老化，缩短电气设备使用寿命甚至干扰保护装置正确动作对电网运行安全性和经济性造成巨大影响，谐波责任划分是有效治理谐波的前提和重要保障，可以提供有效奖惩依据，减少纠纷。

目前关于谐波责任划分的研究已有许多有益探索，“非干预式”方法由于其对电网无干扰，便于工程应用，已成为主流方法。“非干预式”方法主要有波动量类方法，线性回归类方法，盲源分离类方法和统计概率学类方法。波动量类方法的原理是利用公共耦合点(Point of common coupling，PCC)电流电压的自然波动估算出系统侧谐波阻抗，进而计算负荷侧和系统侧各自在PCC处引起的谐波电压分量并通过投影计算谐波责任。线性回归类方法的原理是通过将关注节点谐波电压拆分为多个分量建立多元线性回归模型，利用线性回归方法计算回归系数并等效为谐波阻抗和背景谐波电压，最后利用谐波电压投影计算谐波责任。盲源分离类方法的原理将谐波责任划分等效为盲源分离问题，从关注节点谐波电压中提取与各谐波源谐波电流对应的分量，进而计算得到解混矩阵，最后利用解混矩阵计算各谐波源谐波责任。统计概率学类方法原理是利用统计学与概率学中数学关系，提取系统侧谐波阻抗，计算谐波责任。

但是谐波责任划分研究的是稳态情况下的谐波责任归属问题，短路故障会干扰谐波源的谐波发射水平影响谐波责任划分准确性，因此谐波责任划分中要排除电网短路故障的干扰，而以往研究中未有涉及，因此亟需提出一种配电系统抗短路故障干扰的谐波责任划分方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种配电系统抗短路故障干扰的谐波责任划分方法，可利用各公共连接点及关注节点测量得到的三相电压、电流数据划分配电系统各谐波源在关注节点处各次谐波责任，可以排除电网短路故障的干扰。

本发明的技术方案如下：

一种配电系统抗短路故障干扰的谐波责任划分方法，包括以下步骤：

步骤1：获取各种类型短路故障对配电网各公共连接点基波监测数据的干扰特征；

步骤2：基于所述干扰特征获得各公共连接点及关注节点各次谐波受所述干扰特征数据辨识与剔除流程；

步骤3：建立配电网分散式多谐波源各次谐波责任划分模型；

步骤4：获得各谐波源与关注节点间各次等效谐波传递阻抗和关注节点处各次背景谐波电压；

步骤5：利用谐波电压矢量投影划分各谐波源在关注节点处各次谐波责任。

进一步，步骤1所述的各种类型短路故障包括：单相接地故障、两相短路故障、两相接地故障和三相接地故障；所述的两相短路故障、两相接地故障和三相接地故障对公共连接点基波监测数据的干扰特征根据干扰时限获取，所述单相接地故障对公共连接点基波监测数据的干扰特征根据发生单相接地故障时三相电压幅值变化关系获取。

步骤1所述的基波监测数据的干扰特征为基波电压的突变。