[發明專利]負荷諧波注入污染預警的實現方法及其系統

有效

• 申請號: 201210412180.5
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN102937676A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 邵振國
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種負荷諧波注入污染預警的實現方法，其特征在于：根據負荷電壓、電流波形采樣值分別計算基波電壓V、基波電流I和相位角???????????????????????????????????????????????，通過系統基波阻抗在線跟蹤算法計算系統等效電阻和系統等效電抗，從而能夠計算每個負荷諧波電流注入各自引起的供電點諧波電壓數值，進一步計算預警指標和，實現諧波污染用戶注入污染評價及污染預警。

2.根據權利要求1所述的負荷諧波注入污染預警的實現方法，其特征在于：所述系統基波阻抗在線跟蹤采用以下方式實現：設系統等效電阻，系統等效電抗，系統等效電壓；采用快速傅立葉算法從負荷電壓、電流波形采樣值分別計算基波電壓V、基波電壓相位、基波電流I以及基波電流相位；分別針對兩個相鄰采樣周期中的基波計算值，根據基爾霍夫電壓定律，用兩個時刻的基波電壓相量的差值除以兩個時刻的基波電流差值，計算得到系統等效電阻和系統等效電抗。

3.根據權利要求2所述的負荷諧波注入污染預警的實現方法，其特征在于：在連續的跟蹤過程中，以系統阻抗為狀態量、以基波電壓和基波電流為量測量建立量測方程，采用最小二乘法對量測量樣本集進行狀態量的估計，得到系統等效阻抗的估計值，具體計算過程如下：

在t₁時刻，應用基爾霍夫電壓定律，可得到式(1)，

??????????????????(1)

在t₂時刻，可得到式(2)，

?????????????????(2)

如果t₁和t₂為兩個相鄰的采樣時刻，近似認為＝，(2)式減去(1)式，得：

????????????(3)

令，，，考慮測量誤差和計算誤差，式(3)能寫成式(4)，其中W為誤差；

??????????????????????????(4)

假設已得到k組量測數據，以殘差平方和最小為目標確定和的最優估計值，求解(4)式，得

??????????????(5)

在原有的k組采樣數據增加了一組采樣數據以后，有

??????(6)

其中，，，則和存在式(7)的關系，

?????????(7)

其中；

將由式(7)估計的系統阻抗代入式(3)，得到t₂時刻的節點電壓狀態估計值；當或，當前估計值偏離實際值較大，說明此前的樣本集不適合用來估計這個時刻的系統參數，清空量測量樣本集，重新開始遞推估計。

4.根據權利要求1所述的負荷諧波注入污染預警的實現方法，其特征在于：所述計算預警指標和按以下方式實現：采用快速傅立葉算法從負荷電壓、電流波形采樣值分別計算各次諧波電壓、諧波電壓相位、諧波電流、諧波電流相位；在計算得到系統等效阻抗的估計值以后，計算系統等效諧波阻抗，，；用負荷電流中的諧波分量乘以系統諧波阻抗，得到該負荷在系統供電點上引起的諧波電壓；將在節點諧波電壓相量上投影，計算投影分量；對所有的諧波電流進行重復以上計算，此后計算所有諧波電壓、投影分量與供電點基波電壓比值之和的均方根和作為預警指標。

5.一種負荷諧波注入污染預警系統，其特征在于：包括濾波及信號采集模塊、第一處理器、第二處理器、觸摸屏液晶顯示單元以及以太網傳輸單元；所述的濾波及信號采集模塊采集負荷電壓、電流波形的采樣值，送入所述第一處理器，該第一處理器根據權利要求1所述的方法進行計算預警指標和；并根據第二處理器的控制指令在所述觸摸屏液晶顯示單元顯示或通過所述以太網傳輸單元上傳數據。

6.根據權利要求5所述的負荷諧波注入污染預警系統，其特征在于：所述的第一處理器是TMS320F28335處理器。

7.根據權利要求5所述的負荷諧波注入污染預警系統，其特征在于：所述的第二處理器是STM32F407VGT6處理器。

8.根據權利要求5所述的負荷諧波注入污染預警系統，其特征在于：所述濾波及信號采集模塊能實現在線12通道電壓、電流信號的高速采集。

9.根據權利要求5所述的負荷諧波注入污染預警系統，其特征在于：所述的以太網傳輸單元是以太網DP83848模塊。