[发明专利]一种电流质量评估方法

说明书

技术领域

本发明属于电能质量分析领域，尤其涉及一种电流质量评估方法。

背景技术

随着时代的进步，电力电子装置在电能变换和并网过程中的作用越来越重要，应用范围也越来越广，但与此同时，这些非线性器件的使用给电网带来了更为严重的谐波畸变等电能质量问题；另外，高铁技术等的迅猛发展，电力牵引负荷的单相性也会加剧电网的三相不平衡。电力系统电能质量的监测、评估和治理是现如今保障电网正常运行不容忽视的环节。

目前我国的电能质量评估体系已初步建成，现有的电能质量评估体系主要是建立在电压质量评估的基础上。电压质量通常包括电压偏差、电压频率偏差、电压不平衡、电压波动与闪变、电压暂降(暂升)与中断、电压谐波、电压瞬变现象、电压陷波、欠电压、过电压等。在目前的电压质量评估过程中，主要研究前六项。但尚未有针对电流参量而进行的评估。

基于以上背景，与电压质量相对应，本发明从电流质量的评估需求入手，考虑现场实际操作性及可行性，提出了一种实用的电流质量评估方法。可对设备利用率、系统运行效率、系统基波无功、谐波与不平衡进行全面评估，以基波电流分量为主导，计算简单，易于装置实现。

发明内容

为了对设备利用率、系统运行效率、系统基波无功、谐波与不平衡进行全面评估，并为电能计量、电能质量评估与治理等提供数据与理论依据，本发明提出了一种电流质量评估方法，包括：

步骤1：采集某一时间窗内电力系统公共连接点的电压和电流信号；

步骤2：将采集到的电压和电流信号进行傅里叶分解，得到电压和电流的谐波集N和间谐波集N_i；

步骤3：根据步骤2所述的电压和电流谐波集N和间谐波集N_i，计算n次谐波和间谐波的有功功率，n∈M，M为系统中所有的谐波与间谐波子集的次数；

情形1，若电力系统为单相系统，则根据步骤2所述的电压和电流谐波集N和间谐波集N_i，由基波电压和基波电流计算基波有功电流和基波无功电流；计算出所有频次下的电流集总I、电压集总V_L；由基波有功电流与额定电流I_N的比值计算出设备利用率，由基波有功电流与电流集总I的比值计算出系统运行效率；由系统所要求的电压变动限值、电压集总V_L及系统阻抗计算基波无功电流变动量与频度；

情形2，若电力系统为三相系统，则根据步骤2所述的电压和电流谐波集N和间谐波集N_i，计算基波电压和基波电流的正序、负序和零序分量；由基波正序电压和基波正序电流计算基波有功电流和基波无功电流；计算出三相、所有频次下的电流集总I，各相电压集总V_L⊥；由基波有功电流与额定电流I_N的比值计算出设备利用率，由基波有功电流与电流集总I的比值计算系统运行效率；由系统所要求的电压变动限值、各相电压集总V_L及系统阻抗计算基波无功电流变动量与频度；

步骤4：根据步骤3所述的n次谐波和间谐波的有功功率的方向，将谐波分为两个子集N_C和子集N_D，间谐波分为两个子集N_iC和子集N_iD；

所述子集N_C、N_iC分别表示有功功率的方向从电源到负荷的谐波和间谐波子集，所述子集N_D、N_iD分别表示有功功率的方向从负荷到电源的谐波和间谐波子集；

步骤5：根据步骤4所述的子集N_C和子集N_D，将其中的谐波电流子集分为正向谐波电流子集N_CI和负向谐波电流子集N_DI；根据步骤4所述的子集N_iC和子集N_iD，将其中的间谐波电流子集分为正向间谐波电流子集N_iCI和负向间谐波电流子集N_iDI；

步骤6：根据步骤5所述的电流子集N_CI、N_iCI、N_DI、N_iDI，按GB/T 17626.7推荐的方法分别计算电流子集N_CI、N_iCI、N_DI、N_iDI的谐波子群与间谐波子群；