[实用新型]公共耦合节点谐波源检测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于改进的谐波电流矢量的检测方法，通过检测系统端和用户端的等值谐波阻抗，考虑电力系统中阻抗的变化，确定对系统母线公共耦合点处的主要谐波源，能够更好地区分系统和用户对于谐波污染的责任，公平合理地实施奖惩方案，尤其涉及一种公共耦合节点谐波源检测系统。

背景技术

随着大量电力电子装置投入使用，以及其它一些非线性负荷在电力系统中的出现，越来越多的谐波被注入到电力系统中，造成电流和电压的波形畸变越来越严重，严重干扰了系统的正常运行。为了尽可能限制和减少谐波的污染，近年来提出了奖惩机制的方法，即系统与用户在额定的范围内正常交易，如果系统不能保证供电质量，用户应当得到赔偿；如果用户的污染指标恶化，则系统在保证向用户正常供电的前提下要收取额外的惩罚费用；用户吸收了系统中额外的谐波功率，系统应当给予用户一定的补偿和鼓励。这一机制的基础是已知系统和用户产生谐波量的大小和性质。因此，必须对连接系统端和用户端母线公共耦合点处的谐波做详尽的分析，才能确定谐波来源和性质。

现有技术中的谐波源检测方法主要有：谐波功率潮流方向法、谐波阻抗检测法、神经网络法、电流矢量法和参考阻抗法。但这些方法主要存在如下不足：一、有功功率方向法中功率方向受δ(δ为系统端和用户端谐波电压源的相位差)的影响，当δ在一定范围时可能失效；二、无功功率方向法受cosδ的影响，其结果准确度一般仅50％；三、同步测量判别法受测量系统延时等因素影响，δ难以精确测量；四、临界阻抗法需估算系统端和用户端的阻抗，而实际负荷的谐波阻抗波动较大，故实际应用会受到一定限制；五、基于谐波阻抗的检测方法需人为的制造扰动发生器，成本过高；六、谐波电流矢量法需已知系统端和用户端的阻抗，且没有考虑电力系统中谐波阻抗的变化；七、参考阻抗法需事先对参考阻抗与谐波源有初始的估计，但根据电网两端的资料确定的参考阻抗值与实际运行值有较大偏差，结果可能会有较大误差。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型的目的是提供一种准确性更高、实用性更强、成本低的公共耦合节点谐波源检测系统。

本实用新型的目的是这样实现的：一种公共耦合节点谐波源检测系统，包括电压电流测量模块、数据分析模块、显示屏和电源；所述电压电流测量模块和数据分析模块分别与电源连接；所述电压电流测量模块的电压电流采集端连接公共耦合点，其信号输出端连接数据分析模块；所述数据分析模块的信号输出端连接显示屏。

进一步，所述电压电流测量模块为ATT7022C芯片；

进一步，所述数据分析模块为DSP处理器；

进一步，所述数据分析模块为TMS320LF2407芯片的DSP处理器，在DSP处理器的XTAL1端连接有6M晶体振荡器和振荡电容；

进一步，所述DSP处理器的I/O端连接有由CY7C1021芯片构成的外部存储器。

本实用新型的有益效果：本实用新型利用电压电流测量模块实时在线采集电网系统公共耦合点的电压和电流信号，即使在系统和用户谐波阻抗变化时，数据分析模块通过对数据进行分析和计算，能够在显示屏上显示出谐波来源，其分析结果科学准确，在系统和用户的谐波阻抗变化的情况下有助于用户与系统双方责任的划分，更好地实施奖惩性方案，为谐波的管理与抑制提供了科学、准确的依据。公共耦合节点谐波源检测系统与现有技术相比，本实用新型还具有以下优点：

1、通过将系统和用户的谐波阻抗变化转换成等值电流源变化，无论系统中出现谐波源改变还是谐波阻抗改变，都能正确地区分用户和系统的责任；

2、不需干扰电力系统正常运行，测量及计算简单、高效；

3、电压电流测量模块采用ATT7022C芯片为核心的电流电压三相电源系统的典型电压电流连接方式，其运算能力强大、测量精度高；在DSP芯片上连接有6M晶体振荡器及振荡电容，抗干扰能力强，具有较好的可靠性，利用快速傅立叶算法(FFT)可准确快速的计算出系统谐波阻抗；

4、在数据分析模块中只使用了一个DSP芯片，使整个装置的体积小，成本低；

5、对于公正地区分用户和系统对于公共耦合点处谐波污染责任的问题，无论在技术上还是法律上都是合理而可行的。

附图说明

图1为本实用新型的原理方框图；

图2为本实用新型电压电流测量模块的电路图；

图3为本实用新型的数据分析模块的电路图；

图4为本实用新型的工作流程图；

图5为谐波源检测简化模型图；

图6为系统端的谐波电流源模型图；