[发明专利]用于公用电网谐波电压限值的测算方法

说明书

技术领域

本发明涉及测量电变量的方法领域，具体为一种用于公用电网谐波电压限值的测算方法。

背景技术

电网中的谐波危害十分严重，谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁；谐波还可引起电力系统局部的并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置的误动作，使电能计量出现混乱；对于电力系统外部，谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。因此国内和国际都先后制定了限制电力系统谐波和用电设备谐波的标准和规定。

以中国为例，现有的国家标准《GB/T 14549-1993 电能质量公用电网谐波》，标给出了公用电网的全部用户注入公共连接点的谐波电流允许值（不含背景谐波电流），及单个协议用户注入电网谐波电流允许值的分配计算公式，但是，国标给出的公用电网谐波电压限值含背景谐波电压，且国标未给出单个协议用户产生谐波电压允许值的分配计算公式。因此，目前电力用户虽然可根据国标评估和限制谐波电流扰动，但如何评估和限制各次谐波电压畸变率存在如下问题：

1. 因缺少手段计算扣除背景谐波电压后用户产生谐波电压限值的方法，也缺少手段计算单个协议用户产生谐波电压允许值的分配方法，故无法评估用户产生谐波电压畸变率，不利于电能质量管理和相关设备安全运行。

2. 错误评估用户产生的谐波电压畸变率，影响国标的评判标准，对电能质量管理有很大负面影响。如将国标的总谐波电压限值（含背景谐波）直接对比和评估用户由本级负荷产生的各次谐波电压畸变率，又如将国标的总谐波电压限值（含背景谐波电压）用于直接规定机组供货商设备在本级电网上产生谐波限制值。

3. 采用现行国标GB/T 14549谐波电压限值评估内部电网用户过于严格，将增加电网电能质量管理成本。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，提供一种计量准确、分配合理的电变量测量方法，本发明公开了一种用于公用电网谐波电压限值的测算方法。

本发明通过如下技术方案达到发明目的：

一种用于公用电网谐波电压限值的测算方法，其特征是：按如下步骤依次实施：

a. 在各级电网的输电线路上设置电能质量监测仪，电能质量监测仪采集用于计算各次谐波电流所需要的原始数据；

b. 根据电能质量监测仪采集的原始数据，设上一级电压等级电网的谐波电压畸变率为t，得上一级电网传递至本级电网的谐波电压畸变率T₁，T₁=η·t，其中η为传递系数，η∈[0.8,1]，设全部用户在电网上产生的谐波电压畸变率限值为T₂；

c. 叠加估算谐波电压限值，

U_h=                                                ——(1)；(1)式中，U_hk为3sec内第k次测得的h次谐波的均方根值；m为3sec内取均匀间隔的测量次数，m≥6；U_h为第h次谐波电压的均方根值；

U_H=——(2)；(2)式中，h为谐波次数；U_H为谐波电压含量；

THD_u=×100%——(3)；(3)式中，THD_u为电压总谐波畸变率；U₁为基波电压的均方根值；

THD_u=——(4)；(4)式中，取k=1，将THD_u和T₁代入，即可解出T₂的值；

d. 估算协议用户在该级电压母线上产生的谐波电压允许值T₃：

T₃=——(5)；(5)式中，为协议用户的协议容量和该级电网总容量之比；α为叠加系数，α∈[1.1,2]；

e. 判断：T₂或T₃值即为给出的用户可直接参照的谐波电压允许值标准（注：不含背景谐波电压），

当有协议用户在电网上产生的谐波电压大于T₃时，须对协议用户在接入电网前实施谐波抑制；

当所有协议用户在电网上产生的谐波电压都不大于T₃时，此时全部用户在电网上产生的谐波电压不大于T₂，方可接入电网，并实施谐波监测。