[发明专利]一种基波频率无功功率准确度检测的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基波频率无功功率准确度检测的方法，用于在电网畸变负荷情况下对基波频率无功功率准确度的计量性能进行测试。

背景技术

随着电网中非线性负荷的大量应用，电网中电压、电流波形已不再是单纯的50Hz正弦信号，而是包含各种整数次谐波和分数次谐波的复杂畸变信号。对于电网中大量用于基波无功功率计量的设备，其计量准确度的测量方法，还是基于单纯正弦波原理，在正弦波情况下进行检测。这种方法无法反应现场的实际情况，也不能对基波无功功率计量设备在谐波情况下的计量准确与否做出判断。这种情况的一个直接后果就是目前大量使用的无功功率补偿系统的补偿效果欠佳，由于在谐波情况下基波无功功率计量不准，会使无功补偿产生过补偿或欠补偿的情况，继而危害电网安全稳定运行。

目前，相关的国家标准已经考虑到了谐波情况下的基波无功功率准确计量问题，但只是选取了几个特定的试验波形用于检测，并没有根据基波无功计量原理和电网谐波情况进行分析，给出通用的规律性的波形设计方法，造成谐波情况下波形试验多种多样，检测效率降低。

发明内容

本发明针对上述用于基波无功功率准确度检测的谐波设计技术缺陷，进行了技术创新，提出一种既能反映电网畸变负荷情况的谐波电压、谐波电流分布特性，又能较好的完成对基波频率无功的计量性能进行测试及校验的谐波模型。根据基波频率无功的计量的原理，当测量系统存在非线性特性时，相邻的阶次谐波，如n次谐波，n+1次谐波，n-1次谐波，n为整数或非整数，会在基波上产生相应的幅值分量，该分量会对基波频率无功的计量产生影响。本方法要求电压、电流的谐波为不同阶次谐波。如电压波形中只存在3，5，7次谐波，电流波形可以是8，9，10次谐波，就可以检测基波频率无功的计量性。利用该特性发生的谐波可以很好的对基波频率无功的计量性能进行检测，判断出基波频率无功测量是否准确，实现了基波频率无功在电网畸变负荷情况下的计量精度检测。

本发明的技术方案为：

一种用于基波频率无功功率准确度的检测方法，包括电压电流谐波信号的选择方法及谐波幅值大小。其特征在于：根据电网实际谐波分布情况，获得电压谐波含量及分布，在电压信号中选择与电流回路不同阶次的谐波，在该电压波形中保留谐波含量大于1%的谐波，在该第n次谐波两侧，即第n+1次和第n-1次谐波，产生幅值为n次谐波幅值的50%的谐波；同样，获得电流谐波含量及分布，在电流信号中选择与电压回路不同阶次的谐波，在该电流波形中保留谐波含量大于5%的谐波，在该第k次谐波两侧，即第k+1次和第k-1次谐波，产生幅值为k次谐波幅值的50%的谐波。其中，n次谐波，n+1次和第n-1次谐波，k次谐波，k+1次和第k-1次谐波，为各不相同的整数或非整数。

本发明基于电网畸变负荷情况的谐波电压、谐波电流分布特性和基波频率无功的计量原理，设计用于基波频率无功的计量性能进行测试的谐波波形。该波形产生的条件为：电压、电流谐波为不同次数谐波；在电压或电流主要谐波次数的n+1次谐波和n-1次谐波上施加谐波幅值信号；n+1次谐波和n-1次谐波幅值的大小为n次谐波幅值的50%；主要谐波的确定是指电压谐波信号中，该次谐波含量大于1%，电流谐波信号中，该次谐波含量大于5%。通过该方法产生谐波信号后，把该谐波信号施加于基波频率无功测量仪器，检测其计量准确度。

附图说明

图1为电压谐波组成示意图；

图2为电流谐波组成示意图。

具体实施方式

如图1所示，根据电网实际谐波分布情况，获得电压谐波含量及分布，在电压信号中选择与电流回路不同阶次的谐波，在该电压波形中保留谐波含量大于1%的谐波，在该第n次谐波两侧，即第n+1次和第n-1次谐波，产生幅值为n次谐波幅值的50%的谐波；同样，如图2所示，根据电网实际谐波分布情况，获得电流谐波含量及分布，在电流信号中选择与电压回路不同阶次的谐波，在该电流波形中保留谐波含量大于5%的谐波，在该第k次谐波两侧，即第k+1次和第k-1次谐波，产生幅值为k次谐波幅值的50%的谐波。把通过以上方式产生的电压、电流谐波用于基波频率无功的计量性能进行检测。