[发明专利]一种多谐波源电网下基于基波谐波阻抗对比的谐波溯源方法

说明书

本发明公开了一种多谐波源电网下基于基波谐波阻抗对比的谐波溯源方法。该方法应用于复杂的多谐波源电网谐波溯源技术领域，针对在具体的谐波治理中理论方法不能完全满足实际的谐波溯源要求的问题，本发明方法通过一组电网潮流数据便可以确定至少一个潜在谐波源，基于两组潮流数据可以对上述所以潜在谐波源进行诺顿等效，通过比较各潜在谐波源的谐波电流有效值的大小可以确定主谐波源。

技术领域

本发明属于谐波溯源技术领域，具体涉及一种多谐波源电网下基于基波谐波阻抗对比的谐波溯源方法。

背景技术

由于电力系统中存在着各式各样的谐波源，如分布式电源、非线性负荷、电气化铁路等都是潜在的谐波源，众多谐波源不仅影响电力系统的供电质量，还会危害系统中的其他用户。且由于谐波源之间互相交织、互相影响，通常难以辨别、难以追责。因此，谐波问题是电力系统电能质量最复杂、最突出、最饱受关注的问题之一。

为了有效治理谐波，必须弄清电网中的谐波源分布和谐波状态。正确地定位谐波源，是谐波分析和治理的关键，具有重要意义。谐波的溯源问题最初是作为谐波潮流的逆问题被提出的，谐波功率判别法是通过测量系统中部分节点的谐波电压和谐波电流，采用状态估计的方法来获得负荷注入系统的谐波功率，当注入的谐波功率为正时，则判定该负荷为谐波源。另一类基于负荷参数辨识的谐波溯源的方法是通过研究畸变的电压波形和电流波形之间的内在联系，以相应的谐波负荷参数作为判定谐波源的指标。

然而，在具体的谐波治理中，以上这些理论方法并不能完全满足实际的工作要求。谐波功率判别法只在单谐波源条件下可以得到较准确的辨识结果，而在复杂的低压配电网系统中，往往是多谐波源的相互作用，因此采用这一判据很容易造成谐波溯源的遗漏和错误；利用谐波负荷参数辨识法，通过对公共耦合点的电压与电流的测量，非线性计算出的电阻R、电感L和电容C，并不完全代表负荷的实际参数，只是体现出负荷电压和电流间的数学关系。

发明内容

针对上述背景技术中存在的缺陷，本发明提出了一种多谐波源电网下基于基波谐波阻抗对比的谐波溯源方法。

一种多谐波源电网下基于基波谐波阻抗对比的谐波溯源方法，包括如下步骤：

(1)根据基波潮流计算观测电网的各节点基波阻抗；

(2)根据谐波潮流计算各节点的谐波电压向量以及流出至下级电网的谐波电流向量；

(3)基于步骤(2)所得各节点的谐波电压向量、谐波电流向量，计算出各节点的等效谐波阻抗；

(4)对步骤(1)和(3)计算所得的各节点的基波阻抗与等效谐波阻抗进行对比检验其可信度，确定至少一个潜在谐波源；

(5)在步骤(4)所得的所有潜在谐波源中选择置信度最低的单一节点，在该节点注入同频次的谐波电流，得到一组新谐波潮流数据；

(6)根据步骤(5)所得的新谐波潮流重新计算各潜在谐波源节点的谐波电压向量以及流出至下级电网的谐波电流向量；

(7)结合原始谐波潮流工况，计算各潜在谐波源节点的诺顿等效模型。

上述技术方案中，进一步地，所述步骤(1)中，根据基波潮流计算所观测电网的各节点基波阻抗，记为：R_if+jX_if，其计算公式如式(15)：

其中，R_if是基波电阻，X_if是基波电抗，j为虚数单位，是由原始基波潮流所得i节点的基波相电压、相电流，下标i表示各节点编号，下标f表示基波。

进一步地，所述步骤(2)中根据谐波潮流计算的各节点的谐波电压向量记为：各节点流出的谐波电流向量记为：式中下标i表示各节点编号，下标h表示谐波次数，下标1表示原始数据。