[发明专利]判断分布式电源接入公网模型是否符合国标的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电网公网模型的评估方法，属于电力、电气技术领域。

背景技术

根据国家能源发展规划，“十二五”期间将以加快转变能源发展方式为主线，规划能源新技术的研发和应用，解决有限能源和资源的约束，着力提高能源资源开发、转化和利用的效率，充分利用可再生能源，推动能源生产和利用方式的变革。因此，分布式发电将成为未来发展的重点，深入研究分布式发电具有重要意义。

分布式电源主要包括太阳能发电、风力发电、资源综合利用、天然气发电等多种形式。这些电源具有资源分散、项目容量小、用户类型多样等特点，在我国还处在发展初期，相关界定标准不规范，政策、标准不配套、不完善，建设和管理复杂。同时，随着政府对分布式电源补贴电价等政策的明确，致使企业和居民建造分布式电源电站的积极性越来越高。

随之而来的是分布式电源接入公网带来一系列问题，首当其冲的就是谐波问题，谐波会1）使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾；2）影响各种电气设备的正常工作。谐波对电机的影响除引起附加损耗外，还会产生机械振动、噪声和过电压，使变压器局部严重过热，谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短，以至损坏；3）引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，这就使上述1）和2）的危害大大增加，甚至引起严重事故；4）导致继电保护和自动装置的误动作，并会使电气测量仪表计量不准确；5）对邻近的通信系统产生干扰，轻者产生噪声，降低通信质量；重者导致住处丢失，使通信系统无法正常工作。

而在国标GB/T14549-93中明确规定了电网的谐波的谐波畸变率,即THD参数不能超过指定标准。因此在分布式电源的设备接入电网时需要考虑到该设备接入后对电网中各支路及节点带来的影响，并合理设计滤波电路来满足国标要求。

从国家能源发展规划考虑，分布式电源设备将逐步普及，随之而来的如何消除或减弱这些谐波影响将带来巨大的工作量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种判断分布式电源接入公网模型是否符合国标的方法，通过评估该模型的THD参数是否符合国标GB/T14549-93，就可以知道该模型设计能否应用于实际情况中来，为能否投入这套分布式电源设备以及如何投入这套分布式电源设备提供指导，即判断与该分布式电源设备配套使用的滤波电路设计是否合理。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是一种判断分布式电源接入公网模型是否符合国标的方法,所述分布式电源接入公网模型包括等效系统单元、输电线路单元、网侧母线单元、用户侧母线单元、接入负荷模块、分布式谐波电源单元、滤波器组单元及若干等效变压器单元；

所述接入负荷模块用于表示所述公网模型的用户侧母线上的接入负荷，所述接入负荷包括旋转电机负荷和无源负荷；

所述滤波器组单元由单调谐滤波器、高通滤波器、C型滤波器、1阶高通滤波器和3阶高通滤波器的一种或几种组成；

执行如下步骤:

a.定义在基波频率和h次谐波频率下的所述分布式谐波电源单元的谐波源电流数学模型；

所述谐波源电流数学模型以所述分布式谐波电源单元的电流幅值和相位来表示；

b.通过傅里叶展开所述分布式谐波电源单元的电流的时域波形得到所述分布式谐波电源单元的电流幅值，以蒙特卡罗方法为所述分布式谐波电源单元的电流相位生成随机值；

c.将步骤b中得到的所述分布式谐波电源单元的电流幅值通过谐波电流注入法运算，以得出所述公网模型的支路两端节点的节点导纳矩阵，再用节点分析法分析所述节点导纳矩阵得到所述节点的节点电压，再通过所述节点电压和所述支路的阻抗得到所述支路的支路谐波电流；

d.根据步骤c中得到的所述节点电压和所述支路谐波电流运算出所述公网模型的THD参数；

e．选取所述THD参数的最大值，将其与国标GB/T14549-93中的标准THD参数作比较，若所述THD参数的最大值低于所述标准THD参数的值，则设计的该公网模型符合标准，反之则不符合标准。

上述技术方案的改进是：在所述步骤a中还定义了基波频率下的所述输电线路单元的第一线路数学模型和所述旋转电机负荷的第一电机数学模型以及在h次谐波频率下的所述输电线路单元的第二线路数学模型和所述旋转电机负荷的第二电机数学模型；

所述第一线路数学模型以所述输电线路单元的相序单位长度参数和输电线路单元的总长度参数表示；