[發(fā)明專利]一種測算超高次諧波在線路發(fā)生諧振的方法

在審

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• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111082437A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設計）人: 張偉駿;林芳;劉強;方鍵;張逸;黃道姍;黃霆;林焱;吳丹岳;張慧瑜;杜培;蘇清梅;劉智煖;陳伯建;劉國宏;張健
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司電力科學研究院;國網福建省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/01
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 錢莉;蔡學俊

本發(fā)明涉及一種測算超高次諧波在線路發(fā)生諧振的方法，將線路電路模型簡化成多π型等效電路，根據簡化后的線路電路模型，求取線路等效阻抗，并繪制線路等效阻抗函數曲線，根據曲線找到使得線路發(fā)生諧振的諧波次數。本發(fā)明能夠減小線路長度達到一定程度時分布參數引起的線路諧振頻率計算的誤差，提高測算線路發(fā)生諧振頻率的精度。

技術領域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)線路諧振技術領域，特別是一種測算超高次諧波在線路發(fā)生諧振的方法。

背景技術

隨著電力電子開關器件制造材料的迅猛發(fā)展，電力系統(tǒng)的電力電子化越來越強，PWM技術的廣泛使用，使得電力系統(tǒng)中的諧波頻率越來越高。有文獻將頻率在2kHz-150kHz范圍的諧波命名為超高次諧波。

電能的線路傳輸是電力系統(tǒng)中的不可缺少的一部分，然而電力電子設備產生的超高次諧波會在線路中進行傳遞。在短距離的線路情況下，線路可以用集中參數模型來代表，而在實際情況中，線路的長度很長，線路的對地電容作用明顯，因此不能簡單的利用集中參數來表示。線路的模型含有電阻電感電容，這意味著諧波在某個頻率時，線路會產生諧振，使得超高次諧波被放大，致使用戶端的電能質量變差。在超高次諧波的作用下，設備可能會間歇性工作，發(fā)出噪聲，甚至使得設備無法工作，還會使電力載波通信故障。因此，掌握超高次諧波經過線路的諧振規(guī)律有助于為未來對超高次諧波的防治埋下堅實的基礎。

傳統(tǒng)的集中參數線路諧波傳遞模型，沒有考慮線路長度大到一定程度后，分布參數的影響。當線路長度達到一定程度時，線路的電容效應明顯，頻率較高時，電容在線路中的容抗值就特別小，線路阻抗變小，因此傳統(tǒng)的線路模型就不適用了。而分布參數的線路模型中參數不固定，無法對其進行定量的電路計算以測算超高次諧波發(fā)生線路諧振的頻率。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種測算超高次諧波在線路發(fā)生諧振的方法，能夠減小線路長度達到一定程度時分布參數引起的線路諧振頻率計算的誤差，提高測算線路發(fā)生諧振頻率的精度。

本發(fā)明采用以下方案實現：一種測算超高次諧波在線路發(fā)生諧振的方法，具體為，將線路電路模型簡化成多π型等效電路，根據簡化后的線路電路模型，求取線路等效阻抗，并繪制線路等效阻抗函數曲線，根據曲線找到使得線路發(fā)生諧振的諧波次數。

進一步地，所述將線路電路模型簡化成多π型等效電路具體為：根據線路的長度l與線路首端超高次諧波頻率來確定多π型等效電路中π型電路的個數：

式中，λ為諧波波長，v為諧波波速，f取從線路首端測得的超高次諧波頻譜圖中幅值大于基波電壓的5％的最高諧波頻率，n為π型電路的個數。

進一步地，所述根據簡化后的線路電路模型，求取線路等效阻抗具體為：采用下式對多π型等效電路進行電路向量計算：

R_eq＝(((C_n+1+L_n+R_n)//C_n+L_n-1+R_n-1)//...)//C₁；

式中，R_eq表示從電路模型左側端口看進去的等效阻抗，C_n表示第n個π型電路中的等效電容，L_n表示第n個π型電路中的等效電感，R_n表示第n個π型電路中的等效電阻；其中C_i與L_i在電路中是以容抗X_c與電抗X_L的形式進行計算的，與頻率有關：

X_L＝jωL