[發(fā)明專利]負(fù)荷諧波注入污染預(yù)警的實現(xiàn)方法及其系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210412180.5
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN102937676A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邵振國
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種負(fù)荷諧波注入污染預(yù)警的實現(xiàn)方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前的電能質(zhì)量監(jiān)測儀器監(jiān)測用戶用電電壓和負(fù)荷電流，并以此評價用戶對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響，這種做法其實沒有區(qū)分諧波污染來自于用戶還是供電方，因而依靠目前的電能質(zhì)量監(jiān)測方法和裝置不能真正檢測到用戶對系統(tǒng)的諧波干擾程度，在某些運行工況下可能遺漏潛在的污染用戶。

目前已經(jīng)具備成熟諧波監(jiān)測裝置，能夠檢測用戶注入系統(tǒng)的諧波電流和供電點的諧波電壓。供電點的諧波電壓是系統(tǒng)中所有諧波污染用戶共同作用的結(jié)果，顯然不能用來描述某個監(jiān)測用戶對系統(tǒng)的影響程度。當(dāng)系統(tǒng)運行方式變化時，用戶注入系統(tǒng)同樣大小的諧波電流在公共連接點上形成的諧波電壓并不相等，需要結(jié)合監(jiān)測系統(tǒng)參數(shù)來評價用戶注入系統(tǒng)的污染大小。另外，即使被監(jiān)測用戶本身不產(chǎn)生諧波，但外界諧波源也會在該用戶線路電流中產(chǎn)生諧波分量，所以單純檢測用戶電流中是否含有諧波也無法正確評判用戶是否對系統(tǒng)注入諧波污染。總之，單純監(jiān)測用戶諧波電壓和諧波電流無法度量用戶對系統(tǒng)的諧波污染程度，無法據(jù)此實現(xiàn)用戶電能質(zhì)量水平的預(yù)警功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種負(fù)荷諧波注入污染預(yù)警的實現(xiàn)方法。該方法能實現(xiàn)用戶注入污染的準(zhǔn)確評估，并結(jié)合電網(wǎng)運行方式的監(jiān)測對用戶注入污染進(jìn)行預(yù)警。

本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn)：一種負(fù)荷諧波注入污染預(yù)警的實現(xiàn)方法，其特征在于：根據(jù)負(fù)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(tǒng)基波阻抗在線跟蹤算法計算系統(tǒng)等效電阻和系統(tǒng)等效電抗，從而能夠計算每個負(fù)荷諧波電流注入各自引起的供電點諧波電壓數(shù)值，進(jìn)一步計算預(yù)警指標(biāo)和，實現(xiàn)諧波污染用戶注入污染評價及污染預(yù)警。

進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)基波阻抗在線跟蹤采用以下方式實現(xiàn)：設(shè)系統(tǒng)電阻，系統(tǒng)電抗，系統(tǒng)等效電壓；采用快速傅立葉算法從負(fù)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(jù)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(tǒng)等效電阻和系統(tǒng)等效電抗。

進(jìn)一步的，在連續(xù)的跟蹤過程中，以系統(tǒng)阻抗為狀態(tài)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(jìn)行狀態(tài)量的估計，得到系統(tǒng)等效阻抗的估計值，具體計算過程如下：

在t₁時刻，應(yīng)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，可近似認(rèn)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(shè)已得到k組數(shù)據(jù)，以殘差平方和最小為目標(biāo)確定R_s和X_s的最優(yōu)估計值，求解(4)式，得

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

在原有的k組采樣數(shù)據(jù)增加了一組采樣數(shù)據(jù)時，有

??????(6)

其中，，，則和存在式(7)的關(guān)系。

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

其中。

將由式(7)估計的系統(tǒng)阻抗代入式(3)，得到t₂時刻的節(jié)點電壓狀態(tài)估計值；當(dāng)或，當(dāng)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(tǒng)參數(shù)，清空量測量樣本集，重新開始遞推估計。