[發明專利]一種考慮高鐵諧波特性的電費計算方法

在審

• 申請號: 202111640479.1
• 申請日: 2021-12-29
• 公開（公告）號: CN114325021A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 連鴻波;夏愛民;姚偉;吳鈺;李家睿;傅彬;胡翼;許敏;衛思明;國宗;吳程楠;莊稼犁
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司
• 主分類號: G01R11/56
• 分類號: G01R11/56
• 代理公司: 上海兆豐知識產權代理事務所(有限合伙) 31241
• 代理人: 章蔚強

本發明屬于電氣化鐵路電費計算領域，具體涉及一種考慮高鐵諧波特性的電費計算方法。包括如下步驟：S1.基于高鐵實測諧波數據分析高鐵諧波特性；S2.基于高鐵諧波特性計算供電系統側和高鐵用戶側的諧波阻抗；S3.基于高鐵諧波阻抗劃分系統側和高鐵側的諧波責任；S4.基于劃分的諧波責任建立電費計算模型。本發明能夠合理劃分供電系統側和高鐵用戶側的諧波責任，有利于電力部門和鐵路部門電費計量工作的精細化、合理化推進。

技術領域

本發明屬于電氣化鐵路電費計量領域，具體涉及一種考慮高鐵諧波特性的電費計算方法。

背景技術

在電力系統中，諧波會增加電氣設備的電能傳輸損耗，對繼電保護和自動裝置產生信號干擾，甚至諧振，危及設備和人員安全，影響電能質量。高鐵牽引供電系統中主要存在3、5、7、9、11、13次奇次諧波，其中主要為3、5次諧波。面對較高含量的諧波，精準計量意義重大。目前關于諧波的計量方式有基波和諧波單獨計量、全波計量，但存在共性問題，即高鐵等非線性負荷產生諧波并輸入電網，卻未承擔此部分電費，而受諧波影響的線性負荷反而多計費用。造成該弊端的主要原因是公共耦合點(PCC)處系統側和高鐵側的諧波責任未劃分清晰。雖然電能計量考慮了諧波因素，但目前我國的高鐵計費主要執行大工業用電電價，包括基本電費、有功電費、功率因數獎懲電費、附加費四部分，尚未考慮諧波對計費的影響。因此有必要考慮高鐵的諧波特性精準計量電氣化鐵路的用電費用，有利于電力部門和鐵路部門電費計量工作更加精細合理化發展，具有一定的現實意義。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，本發明提出了一種考慮高鐵諧波特性的電費計算方法，能夠細化電費計量工作。

實現上述目的的一種技術方案是：一種考慮高鐵諧波特性的電費計算方法，包括以下步驟：

S1：基于高鐵實測諧波數據分析高鐵諧波特性；

S2：基于高鐵諧波特性計算供電系統側和高鐵用戶側的諧波阻抗；

S3：基于高鐵諧波阻抗劃分系統側和高鐵側的諧波責任；

S4：基于劃分的諧波責任建立電費計算模型。

進一步的，步驟S1所述的基于高鐵實測諧波數據分析高鐵諧波特性，包括：高鐵運行工況、諧波電流特性、諧波電壓特性。

進一步的，步驟S2所述的基于高鐵諧波特性計算供電系統側和高鐵用戶側的諧波阻抗，包括：建立高鐵牽引電力網等效模型以計算高鐵不同工況的諧波阻抗；

高鐵牽引電力網等效模型包括電流源高鐵牽引供電系統諧波諾頓等效模型和電壓源高鐵牽引供電系統諧波諾頓等效模型；

高鐵不同工況的諧波阻抗包括啟動/制動工況諧波阻抗、牽引工況諧波阻抗、停車工況諧波阻抗。

進一步的，步驟S3所述的基于高鐵諧波阻抗劃分系統側和高鐵側的諧波責任，包括：計算系統側和高鐵側在公共連接點處的諧波責任百分比。

進一步的，步驟S4所述的基于劃分的諧波責任建立電費計算模型，包括：基本電費、基波電費、功率因數調整電費、諧波電費、附加費。

本發明與現有的諧波電費計算方法相比，精準化了PCC處諧波責任的劃分。因為目前對于PCC處諧波責任的劃分方法主要是通過建立諧波指標體系，進而采用主客觀權重方法進行指標評估求解得到的，對專家的依賴性較強，個人意識較為強烈，容易影響計算結果。本發明基于高鐵實測數據分析諧波特性，進而采用相適宜的諧波阻抗計算方法劃分諧波責任，避免了人為因素的影響，有利于高鐵電費計量的合理精細化發展。

附圖說明

圖1為本發明的一種考慮高鐵諧波特性的電費計算方法的流程示意圖；

圖2為高鐵諧波電流特性曲線；

圖3為電流源高鐵牽引供電系統諧波諾頓等效模型；