[发明专利]实测数据相位缺失下的系统侧谐波阻抗获取方法和系统

说明书

本发明公开了实测数据相位缺失下的系统侧谐波阻抗获取方法和系统，通过基于某次谐波数据建立诺顿等效电路，再根据KCL和叠加定理，得到初始数学模型；对初始数学模型进行等效变换，采用公共连接点的谐波电压幅值和复功率替代初始数学模型中的谐波电压和谐波电流相量，得到等效数学模型；最后结合两独立随机变量协方差为0的特性，得到不含未知量的系统侧谐波阻抗数学模型，通过该模型即可在实测数据相位缺失情况下得到系统侧谐波阻抗。本发明无需已知量测数据的相位角信息，仅利用量测点谐波复功率与谐波电压幅值即可得到系统侧谐波阻抗，有效地解决相位缺失情况下的系统谐波阻抗难于确定的技术问题。

技术领域

本发明涉及用户侧与系统侧谐波责任划分方法，具体涉及实测数据相位缺失下的系统侧谐波阻抗获取方法和系统。

背景技术

随着新能源高占比接入系统、多馈入直流落点受端电网的增加，以及高铁、电动汽车充电桩等非线性负荷的增多，电网中的谐波源增加、含量相对增大、谐波问题变得严重，合理地评估公共连接点用户及系统各自的谐波发射水平，划分双方责任是谐波管控和治理的前提，而谐波发射水平评估及责任量化的前提是准确估计系统侧谐波阻抗。同时，系统侧谐波阻抗值作为系统的重要参数，又被广泛应用于滤波器设计，谐波限值验证，以及系统的谐振预测中。

已有系统侧谐波阻抗计算方法的共同前提是需要公共连接点谐波电压、电流相量信息。然而在实际的工程中，很多电能质量监测装置(如Fluke 1760等)，为了节省存储空间，或因谐波电压与谐波电流在各量测时刻难以同步等因素，一般都仅记录监测点谐波电压、电流的幅值及两者之间的相角差，而不提供谐波电压和电流各自的相位角。当测量仪提供的谐波电压电流幅值或相位缺失或不完整时，则无法完成计算过程，现有方法失效。此时，为了应用现有方法，工程中通常人为地构造补全相位信息，主要构造方法如下：

1)随机相位法：在公共连接点已有监测数据的基础上，随机产生一组相位数据作为公共连接点的任意次谐波电压相位(或谐波电流相位)，再根据已知的电压电流相位差求得谐波电流相位(或电压相位)，从而构造出测量点谐波电压电流相量信息，进而可用已有方法进行谐波阻抗估计及谐波责任划分。

2)相位置零法：与随机相位法不同的是，该方法令量测的任意次谐波电压(或电流)相位为零，对应谐波电流(或电压)相位由仪器测量到的相位差给出。

人为构造相位虽然可以一定程度实现量测点电压电流相位缺失条件下的谐波阻抗估计，但是该方法缺乏理论支撑，实际工程应用缺乏说服力，且所得结果往往误差非常大。

发明内容

本发明针对上述工程中常见的仅有谐波电压电流相位差而无谐波电压电流相量信息的谐波阻抗估计问题，提出了实测数据相位缺失下的系统侧谐波阻抗获取方法和系统，本发明无需已知量测数据的相位角信息，仅利用量测点谐波复功率与谐波电压幅值即可得到系统侧谐波阻抗，有效地解决相位缺失情况下的系统侧谐波阻抗难于确定的技术问题。

本发明通过下述技术方案实现：

实测数据相位缺失下的系统侧谐波阻抗获取方法，包括以下步骤：

步骤S1，基于任意次谐波数据建立诺顿等效电路，再根据KCL和叠加定理，得到初始数学模型；

步骤S2，对步骤S1中得到的初始数学模型进行等效变换，采用公共连接点处谐波电压幅值和复功率替代初始数学模型中的谐波电压和谐波电流相量，得到等效数学模型；

步骤S3，基于步骤S2得到的等效数学模型，结合两独立随机变量协方差为0的特性，得到不含未知量的系统侧谐波阻抗数学模型，通过该模型即可在实测数据相位缺失情况下得到系统侧谐波阻抗。

优选的，所述步骤S1得到的初始数学模型为：