[发明专利]一种输配电线路高次谐波传播系数测试分析方法和装置

说明书

本申请涉及一种输配电线路高次谐波传播系数测试分析方法和装置，通过对非线性负荷谐波电流发射及传递特性的分析，发现随着非线性负荷谐波频率的高频化、配电线路的电缆化以及非线性用电负荷并网电压等级的提升，由输配电线路造成的高次谐波电流谐振放大问题逐渐凸显，正确计算输配电线路对高次谐波传输的特性，对于应对电网的高次谐波问题，提升电网运行的安全性，具有重要的现实意义。弥补了现有技术中关于输配电线路高次谐波传播系数测试分析的空白。

技术领域

本发明涉及电力系统高次谐波传播特性测试技术领域，具体地说，涉及一种输配电线路高次谐波传播系数测试分析方法和装置。

背景技术

随着电力电子器件和变流技术的快速发展，其在降低全球能源消耗、节约用电和减少污染排放等方面，发挥着不可替代的作用。但电力电子器件是典型的非线性设备，其在运行过程中会产生大量的谐波电流注入电网，引起母线电压的畸变。随着四象限变流器的广泛使用，以及电力电子开关频率的不断提高，电网中高次谐波的含量逐渐增大，如高速电气化铁路牵引负荷、钢铁企业轧机设备、汽车制造企业压力机设备等，其在运行过程中均会产生25次以上甚至50次以上的高次谐波电流注入电网。

随着配电线路电缆化趋势的推进，配电网中电缆的比例越来越高，其在提高供电可靠性的同时，也带来了一些副作用。如电缆的对地等效电容较大，在空载或轻载时会产生容性无功注入电网，降低用电功率因数；同时该对地等效电容与系统等效电抗之间必然存在一个并联谐振点，随着电缆线路长度的增大，其对地等效电容逐渐增大，对应的并联谐振频率也逐渐降低。同时，随着电力电子负荷容量的增大，其接入电压等级越来越高，如早期的电气化铁路主要采用110kV电压等级并网，随着高速电气化铁路牵引负荷容量的增大，目前主要以220kV电压等级并网。随着用电负荷并网电压等级的不断提高，高压架空线路的对地等效电容也不可忽视。

随着电缆化趋势的不断推进、负荷并网电压等级的不断提高，系统发生并联谐振的频率(Hz)在逐渐降低，而随着电力电子设备开关频率的不断提高，其产生的谐波频率也在逐渐提高，当并联谐振的频率与非线性负荷特性谐波频率重合时，就会产生并联谐振问题，威胁系统的安全稳定运行。目前电网中已经发生多起电气化铁路220kV架空牵引线路和轧机配电线路产生的高频谐波电流谐振放大的事故。

为了有效应对高次谐波的谐振问题，需要准确掌握输配电线路对高次谐波的传递特性，才能提出切实有效的应对措施。

发明内容

本发明针对输配电线路的高次谐波电流传播问题，通过测试与仿真相结合的方法分析实际输配电线路的高次谐波传播系数，对于解决因输配电线路造成的谐波放大问题具有十分重要的现实意义，为输配电线路的高次谐波电流传播系数分析提供一种切实有效的方法。

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

一种输配电线路高次谐波传播系数测试分析方法，包括以下步骤：

获取输配电线路的首端和输配电线路的末端的三相基波总无功功率和基波电压，计算输配电线路的等效电容和等效容抗；

获取输配电线路的首端和末端的主导谐波电流，确定输配电线路对非线性负荷的主导谐波电流放大系数；

获取测试的输配电线路等效容抗、系统阻抗，选定输配电线路模型；

根据仿真计算的电流放大系数和主导谐波电流放大系数修正仿真参数，计算各次谐波电流在输配电线路中的传递系数。