[發(fā)明專利]一種用于非線性負荷的電能計量方法和系統

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010535606.0
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111624399A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設計）人: 童濤;俞磊;陳海賓;沈華;甄昊涵;陳圣澤;蔣超;吳煜;王新剛;張夢彧;顧丹珍;倪偉倫
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司;上海電力大學
• 主分類號: G01R22/10
• 分類號: G01R22/10;G01R11/00;G01R23/16;G06F17/14
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 朱成之;周榮芳

本發(fā)明公開了一種用于非線性負荷的電能計量方法和系統，所述方法包括：對電壓離散信號進行廣義S變換，得到第一廣義S變換矩陣；對電流離散信號進行廣義S變化，得到第二廣義S變換矩陣；提取第一廣義S變換矩陣中的基波電壓信號和畸變電壓信號；提取第二廣義S變換矩陣中的基波電流信號和畸變電流信號；對第一廣義S變換矩陣進行廣義S逆變換，得到基波電壓的時域信號和畸變電壓的時域信號；計算得到基波電能、基波電壓和畸變電流產生的有功電能、畸變電壓和基波電流產生的有用電能、畸變電壓和畸變電流產生的畸變電能。本發(fā)明考慮了非基波電能的計量，能更合理地評估非線性負荷對系統造成諧波污染。

技術領域

本發(fā)明涉及電能計量領域，具體涉及一種用于非線性負荷的電能計量方法和系統。

背景技術

隨著電力系統的快速發(fā)展，大量新型的非線性負荷接入電網，如電弧爐、電力機車、電動汽車充電站、新能源電站等，構成了復雜用電環(huán)境。對于處于此類環(huán)境中的非線性負荷，常用的計量方法存在計量誤差。

全波電能計量公式為w＝W_f+W_fd+W_df+W_d，其中W_f為基波電能，W_fd為基波電壓和畸變電流產生的有功電能，W_df為畸變電壓和基波電流產生的有功電能，W_d為畸變電壓和畸變電流產生的畸變電能。而基波電能計量公式為W＝W_f，即基波電能計量只計量基波電能。對非線性負荷來說，吸收電網基波電能的同時會發(fā)出畸變電能，由于畸變電能功率流向為負荷流向系統即W_d＜0，因此采用全波電能計量會導致少計量。若采用基波電能計量，雖然可以計量出非線性負荷消耗的基波電能，但是未考慮非線性負荷發(fā)出畸變電能對電網的影響。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種適用于各類非線性負荷電能計量的方法和系統，考慮了非基波電能的計量，能更合理地評估非線性負荷對系統造成諧波污染。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種用于非線性負荷的電能計量方法，，包括：對電壓離散信號進行廣義S變換，得到第一廣義S變換矩陣；對電流離散信號進行廣義S變化，得到第二廣義S變換矩陣；提取第一廣義S變換矩陣中的基波電壓信號和畸變電壓信號；提取第二廣義S變換矩陣中的基波電流信號和畸變電流信號；對第一廣義S變換矩陣進行廣義S逆變換，得到基波電壓的時域信號和畸變電壓的時域信號；對第二廣義S變換矩陣進行廣義S逆變換，得到基波電流的時域信號和畸變電流的時域信號；根據基波電壓信號、畸變電壓信號、基波電流信號、畸變電流信號、基波電壓的時域信號、畸變電壓的時域信號、基波電流的時域信號和畸變電流的時域信號計算得到基波電能、基波電壓和畸變電流產生的有功電能、畸變電壓和基波電流產生的有用電能、畸變電壓和畸變電流產生的畸變電能。本申請?zhí)峁┝艘环N適用于各類非線性負荷電能計量的方法，考慮了非基波電能的計量，能更合理地評估非線性負荷對系統造成諧波污染。

進一步地，還包括電壓離散信號的第一獲取步驟，所述第一獲取步驟包括：S100、接收非線性負荷的電壓信號；S101、對所述電壓信號進行低通濾波處理，得到電壓模擬信號；S102、對所述電壓模擬信號進行A/D轉換，得到所述電壓離散信號。

進一步地，還包括電流離散信號的第二獲取步驟，所述第二獲取步驟包括：S200、接收非線性負荷的電流信號；S201、對所述電流信號進行低通濾波處理，得到電流模擬信號；S202、對所述電流模擬信號進行A/D轉換，得到所述電流離散信號。

進一步地，還包括：計算全波電能；所述全波電能采用如下公式進行計算：W＝W_f+W_fd+W_df+|W_d|，式中，W_f為基波電能，W_fd為基波電壓和畸變電流產生的有功電能，W_df為畸變電壓和基波電流產生的有功電能，