[發(fā)明專利]一種變電站背景諧波評估方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710018059.7
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN106872776B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王金浩;雷達;李慧蓬;王康寧;吳玉龍;安勤崗;宋述勇;李勝文;楊超穎;徐龍;張敏;杜慧杰;馮磊;王龍;楊赟磊;常瀟;張世峰;肖瑩;呂曉慧;徐永海;王亞奇
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)山西省電力公司電力科學研究院;華北電力大學
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

1.一種變電站背景諧波評估方法，其特征在于,所述方法根據(jù)設(shè)在母線短路容量較大的變電站母線處和在重要負荷出線上的監(jiān)測點數(shù)目及所帶負荷不同，分為兩種情況，具體為

1)只在變電站A處設(shè)有監(jiān)測點，步驟如下：

步驟11、獲取A點監(jiān)測數(shù)據(jù)；

步驟12、對A點監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)A點負荷變化情況計算背景諧波；

步驟13、對一個月監(jiān)測數(shù)據(jù)做同樣分析，計算同一時段背景諧波電壓，取其平均值作為該時段背景諧波電壓；

步驟14、對A點背景諧波電壓進行更新；

2)變電站A及重要負荷出線F處均設(shè)有監(jiān)測點，步驟如下：

步驟21、獲取A、F處監(jiān)測點的電壓、電流數(shù)據(jù)；

步驟22、根據(jù)步驟1)計算A處監(jiān)測點背景諧波電壓；

步驟23、若F處負荷為電氣化鐵路等間歇性沖擊負荷，對其負荷變化平穩(wěn)時段與負荷波動時段分時段進行背景諧波、負序評估；

步驟24、若F處負荷為非間歇性負荷，采用步驟1)的方法計算背景諧波；

所述步驟12中對A點監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，包括將一天時間按每小時進行劃分，計算每小時監(jiān)測數(shù)據(jù)的變異系數(shù)CV；

其中，CV為1h采樣值的變異系數(shù)，N為1h采樣點數(shù)，I_k為第k個采樣點電流幅值，μ為1h采樣值平均值，即

若CV≥α，則認為該時段負荷存在較大波動；若CV＜α，則認為該時段負荷波動較小；若存在連續(xù)n個CV≥α時間段，定義這n小時為一個負荷波動時間段，同理，若存在連續(xù)n個CV＜α時間段，定義這n小時為一個負荷變化平穩(wěn)時間段，n≥1；α為變異系數(shù)閾值，取值為10％；

所述步驟12中根據(jù)A點負荷變化情況計算背景諧波具體為對于負荷波動時間段利用主導波動量法計算系統(tǒng)背景諧波；對負荷變化平穩(wěn)時間段，若n＜3，背景諧波電壓通過兩側(cè)負荷波動時間段已得到的背景諧波電壓取其加權(quán)平均值計算，即

U＝aU_l+bU_r

其中，a+b＝1，a、b由兩側(cè)負荷波動情況決定，若波動較大則賦予較大權(quán)值；U為負荷變化平穩(wěn)時間段背景諧波電壓；U_l、U_r分別表示負荷變化平穩(wěn)時間段左右兩側(cè)負荷波動時間段背景諧波電壓；

對負荷變化平穩(wěn)時間段，n≥3時，負荷在較長時間內(nèi)變化平穩(wěn)，此時尋找與A站電氣距離相近且負荷存在一定波動的B站，根據(jù)A、B兩站之間關(guān)系求取該時段系統(tǒng)背景諧波電壓，具體如下：

步驟241、尋找與A站電氣距離相近且負荷存在一定波動的B站；

步驟242、根據(jù)監(jiān)測點B獲取到的電壓、電流數(shù)據(jù)，利用現(xiàn)有方法計算B點系統(tǒng)側(cè)h次諧波阻抗Z_Bsh及系統(tǒng)側(cè)h次諧波電壓U_Bsh；

步驟243、忽略線路阻抗，近似計算A點系統(tǒng)側(cè)h次諧波阻抗，具體如下：

Z_Ash＝Z_Bsh-Z_Ch+Z_Dh

其中，Z_Ash、Z_Bsh分別為A、B兩監(jiān)測點系統(tǒng)側(cè)等值h次諧波阻抗；Z_Ch、Z_Dh分別為變壓器C、D的h次諧波阻抗值；

步驟244、計算A點背景諧波電壓，具體如下：

U_Ash＝I_AchZ_Ash+U_Ach

其中，U_Ash-A點系統(tǒng)側(cè)h次諧波電壓；U_Ach-監(jiān)測點A處h次諧波電壓；I_Ach-監(jiān)測點A處h次諧波電流；Z_Ash-A點系統(tǒng)側(cè)等值h次諧波阻抗；

步驟23的具體過程為

步驟31、對監(jiān)測點F諧波電流數(shù)據(jù)進行分析，若負荷變化平穩(wěn)，此時系統(tǒng)諧波由常規(guī)負荷引起，該時段監(jiān)測所得諧波電壓方均根值即為系統(tǒng)背景諧波電壓；

步驟32、若負荷波動較大，線路上有電力機車運行，計算系統(tǒng)背景諧波電壓：

步驟321、負荷波動時段背景諧波電壓不僅與其兩側(cè)負荷變化平穩(wěn)時段背景諧波電壓有關(guān)，考慮到電氣化鐵路負荷的三相不對稱性，某一相負荷波動時段背景諧波電壓還可能和其他兩相背景諧波電壓有關(guān)；當其他兩相對應(yīng)時段負荷變化平穩(wěn)時，一定程度上可以用這兩相背景諧波電壓求取該相背景諧波電壓，但若對應(yīng)時段負荷波動較大，則不考慮；以A相某一負荷波動時間段背景諧波計算為例，記兩側(cè)負荷變化平穩(wěn)時段及對應(yīng)時段其他兩相背景諧波電壓分別為U₁、U₂、U₃、U₄，其中，若其他兩相負荷變化平穩(wěn)，則U₃、U₄即為該時段監(jiān)測所得諧波電壓數(shù)據(jù)方均根值，反之，U₃、U₄記為零；

步驟322、對A相一個月內(nèi)同一時間段數(shù)據(jù)做同樣分析，并記錄U₁、U₂、U₃、U₄值；

步驟323、利用熵權(quán)法確定U₁、U₂、U₃、U₄權(quán)重，具體如下：

信息矩陣如下：

其中，U_ij(i＝1,2...,30,j＝1,2,3,4)表示第i天時第j個電壓指標的數(shù)值；

第j個電壓指標下第i天時A_i貢獻度：

所有方案對屬性U_j的貢獻總量：其中K＝1/ln30；

各電壓指標權(quán)重：

步驟324、負荷波動時間段背景諧波電壓為：

步驟325、背景諧波電壓的滑動更新，每采集到新的一天的樣本值，順序?qū)⒆钤绮杉降臉颖局等サ簦靡粋€月的滑動采樣值重復(fù)步驟321～步驟324，對該鐵路專線背景諧波電壓進行更新；

步驟33、監(jiān)測點F處背景不平衡度計算，對諧波電流數(shù)據(jù)進行分析，若三相負荷同時變化平穩(wěn)，此時，系統(tǒng)中的三相不平衡全部由系統(tǒng)側(cè)產(chǎn)生，三相不平衡度計算參考IEC61000-4-30推薦方法，具體如下：

其中，其中U_ab、U_bc、U_ca分別為三相線電壓；

若至少一相存在負荷波動，忽略負序相互作用，背景負序近似計算如下：

U_N＝Z_NU(J_NU+I_N)

得，

其中，J_NU為系統(tǒng)側(cè)等值負序電流源；Z_NU、Z_NC分別為系統(tǒng)側(cè)和用戶側(cè)等值負序阻抗；U_N、I_N分別為PCC點負序電壓和負序電流；U_NU、I_NU為系統(tǒng)等值負序電流源單獨作用時PCC點的負序電壓、負序電流；

由系統(tǒng)側(cè)引起的不平衡度為：

其中，U_PU為電壓正序分量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站背景諧波評估方法，其特征在于,所述的對A點背景諧波電壓滑動更新，即采集到新的一天的樣本值后，順序?qū)⒆钤绮杉臉颖局等コ缓罄靡粋€月的滑動采樣值進行數(shù)據(jù)分析，對A點背景諧波電壓進行更新。