[發(fā)明專利]一種輸配電線路高次諧波傳播系數(shù)測試分析方法和裝置

有效

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• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109617053B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設計）人: 李瓊林;鄭晨;劉書銘;張博;唐鈺政;朱明星;張曉剛;江挺
• 申請（專利權）人: 國網(wǎng)河南省電力公司電力科學研究院;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 蘇州知途知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 32299
• 代理人: 張錦波;陳瑞瀧

本申請涉及一種輸配電線路高次諧波傳播系數(shù)測試分析方法和裝置，通過對非線性負荷諧波電流發(fā)射及傳遞特性的分析，發(fā)現(xiàn)隨著非線性負荷諧波頻率的高頻化、配電線路的電纜化以及非線性用電負荷并網(wǎng)電壓等級的提升，由輸配電線路造成的高次諧波電流諧振放大問題逐漸凸顯，正確計算輸配電線路對高次諧波傳輸?shù)奶匦裕瑢τ趹獙﹄娋W(wǎng)的高次諧波問題，提升電網(wǎng)運行的安全性，具有重要的現(xiàn)實意義。彌補了現(xiàn)有技術中關于輸配電線路高次諧波傳播系數(shù)測試分析的空白。

技術領域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)高次諧波傳播特性測試技術領域，具體地說，涉及一種輸配電線路高次諧波傳播系數(shù)測試分析方法和裝置。

背景技術

隨著電力電子器件和變流技術的快速發(fā)展，其在降低全球能源消耗、節(jié)約用電和減少污染排放等方面，發(fā)揮著不可替代的作用。但電力電子器件是典型的非線性設備，其在運行過程中會產(chǎn)生大量的諧波電流注入電網(wǎng)，引起母線電壓的畸變。隨著四象限變流器的廣泛使用，以及電力電子開關頻率的不斷提高，電網(wǎng)中高次諧波的含量逐漸增大，如高速電氣化鐵路牽引負荷、鋼鐵企業(yè)軋機設備、汽車制造企業(yè)壓力機設備等，其在運行過程中均會產(chǎn)生25次以上甚至50次以上的高次諧波電流注入電網(wǎng)。

隨著配電線路電纜化趨勢的推進，配電網(wǎng)中電纜的比例越來越高，其在提高供電可靠性的同時，也帶來了一些副作用。如電纜的對地等效電容較大，在空載或輕載時會產(chǎn)生容性無功注入電網(wǎng)，降低用電功率因數(shù)；同時該對地等效電容與系統(tǒng)等效電抗之間必然存在一個并聯(lián)諧振點，隨著電纜線路長度的增大，其對地等效電容逐漸增大，對應的并聯(lián)諧振頻率也逐漸降低。同時，隨著電力電子負荷容量的增大，其接入電壓等級越來越高，如早期的電氣化鐵路主要采用110kV電壓等級并網(wǎng)，隨著高速電氣化鐵路牽引負荷容量的增大，目前主要以220kV電壓等級并網(wǎng)。隨著用電負荷并網(wǎng)電壓等級的不斷提高，高壓架空線路的對地等效電容也不可忽視。

隨著電纜化趨勢的不斷推進、負荷并網(wǎng)電壓等級的不斷提高，系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振的頻率(Hz)在逐漸降低，而隨著電力電子設備開關頻率的不斷提高，其產(chǎn)生的諧波頻率也在逐漸提高，當并聯(lián)諧振的頻率與非線性負荷特性諧波頻率重合時，就會產(chǎn)生并聯(lián)諧振問題，威脅系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。目前電網(wǎng)中已經(jīng)發(fā)生多起電氣化鐵路220kV架空牽引線路和軋機配電線路產(chǎn)生的高頻諧波電流諧振放大的事故。

為了有效應對高次諧波的諧振問題，需要準確掌握輸配電線路對高次諧波的傳遞特性，才能提出切實有效的應對措施。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對輸配電線路的高次諧波電流傳播問題，通過測試與仿真相結合的方法分析實際輸配電線路的高次諧波傳播系數(shù)，對于解決因輸配電線路造成的諧波放大問題具有十分重要的現(xiàn)實意義，為輸配電線路的高次諧波電流傳播系數(shù)分析提供一種切實有效的方法。

本發(fā)明所需要解決的技術問題，可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種輸配電線路高次諧波傳播系數(shù)測試分析方法，包括以下步驟：

獲取輸配電線路的首端和輸配電線路的末端的三相基波總無功功率和基波電壓，計算輸配電線路的等效電容和等效容抗；

獲取輸配電線路的首端和末端的主導諧波電流，確定輸配電線路對非線性負荷的主導諧波電流放大系數(shù)；

獲取測試的輸配電線路等效容抗、系統(tǒng)阻抗，選定輸配電線路模型；

根據(jù)仿真計算的電流放大系數(shù)和主導諧波電流放大系數(shù)修正仿真參數(shù)，計算各次諧波電流在輸配電線路中的傳遞系數(shù)。