一種電力系統(tǒng)諧波阻抗測量裝置制造方法
【專利摘要】一種電力系統(tǒng)諧波阻抗測量裝置，變壓器(T)連接公用電網(wǎng)(P)，諧波阻抗測量裝置（NHID）連接變壓器(T)低壓側(cè)A、B、C三相；諧波阻抗測量裝置NHID由諧波注入器(ID),控制單元（CD）,電源單元（SU）以及測量計算單元（MCM）組成；諧波注入器(ID)由直流儲能電容C，大功率電力電子開關(guān)S1~S6，三相升壓變壓器（Ts1）構(gòu)成，其注入過程完全可控。本發(fā)明可以精確的測量計算得到系統(tǒng)諧波阻抗，為諧波治理提供可靠的諧波阻抗參數(shù)。
【專利說明】—種電力系統(tǒng)諧波阻抗測量裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)諧波阻抗測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電力電子技術(shù)近年來取得了飛速的發(fā)展，給電力系統(tǒng)供電性能的改善以及超高壓輸電和直流輸電等技術(shù)提供了強(qiáng)有力的支持，越來越廣泛的應(yīng)用在國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域。但是電網(wǎng)中電力電子設(shè)備作為一個非線性負(fù)載，成為電網(wǎng)中重要的諧波源。
[0003]為了控制公用電網(wǎng)中的諧波污染，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14549 一 93《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》規(guī)定了用戶諧波發(fā)射限值，需要解決的關(guān)鍵問題是如何在PCC對系統(tǒng)和用戶的諧波發(fā)射水平進(jìn)行合理的評估，對于諧波發(fā)射水平的估計主要還是圍繞對系統(tǒng)和用戶的諧波阻抗估計來展開。為凈化系統(tǒng)，通常是利用電路諧振原理安裝濾波器來抑制高次諧波。在獲得電力系統(tǒng)諧波阻抗的情況下，能更好的設(shè)計和優(yōu)化濾波器的參數(shù)，以達(dá)到滿足要求的濾波效果。
[0004]由于諧波阻抗對于諧波治理及諧波管理的重要作用，因此很有必要開發(fā)諧波阻抗測量的相關(guān)方法與裝置。目前常用的諧波阻抗測量方法主要為回歸法和波動量法等，但它們都容易受到背景諧波的干擾，在背景諧波波動較大的情況下，其評估結(jié)果有可能失真。
[0005]特征諧波是指系統(tǒng)正常運(yùn)行時所產(chǎn)生的諧波，其是頻率為基波頻率整數(shù)倍的固有諧波信號，非特征諧波即除了特征諧波之外的其他頻率諧波。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種測量電力系統(tǒng)諧波阻抗測量裝置。解決的關(guān)鍵問題是在不影響電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的情況下，精確的測量計算得到系統(tǒng)諧波阻抗，為諧波治理提供可靠的諧波阻抗參數(shù)。
[0007]在諧波阻抗測量中，選擇合理的注入裝置會使測量結(jié)果精確度更高以及對電網(wǎng)的影響降到最低，本發(fā)明解決其技術(shù)問題，所采用的技術(shù)方案為，變壓器T連接公用電網(wǎng)P，諧波阻抗測量裝置NHID連接變壓器T低壓側(cè)A、B、C三相；諧波阻抗測量裝置NHID由諧波注入器ID，控制單元⑶，電源單元SU以及測量計算單元MCM組成；諧波注入器ID由直流儲能電容C，大功率電力電子開關(guān)Sf S6，三相升壓變壓器Tsl構(gòu)成，其注入過程完全可控。
[0008]本發(fā)明的工作原理是:
變電所T由公用電網(wǎng)供電，電源向諧波注入器ID提供直流支撐電源，保證直流儲能電容C上電壓在正常范圍；測量諧波阻抗時，控制單元CD首先發(fā)出指令給諧波注入器ID，諧波注入器ID向變壓器T低壓側(cè)A、B、C三相依次注入特征頻率土 IOHz范圍的非特征諧波，測量計算單元MCM依次對注入點(diǎn)靠近變壓器T低壓側(cè)Al、B1、Cl電壓和電流數(shù)據(jù)以及靠近負(fù)荷側(cè)A2、B2、C2數(shù)據(jù)進(jìn)行測量記錄，分別對Al、B1、Cl測量點(diǎn)和A2、B2、C2測量點(diǎn)數(shù)據(jù)分析計算，可分別得到特征頻率附近20個非特征頻率的系統(tǒng)阻抗和用戶阻抗，將得到的20個非特征頻率阻抗通過插值法即得到系統(tǒng)和用戶特征頻率阻抗。[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
一、本發(fā)明相對于傳統(tǒng)回歸法及波動量法，諧波注入器在各次諧波頻率及幅值上都完全可調(diào)，避免了某些頻率范圍內(nèi)諧波含有率太低而引起諧波阻抗評估不準(zhǔn)確的情況，測量頻譜范圍很廣。
[0010]二、本發(fā)明向系統(tǒng)中注入非特征諧波，對系統(tǒng)正常運(yùn)行影響較小，且不會受到背景諧波的干擾，同時由于信噪比很高，裝置容量要求相對較小，減少了投資和運(yùn)行費(fèi)用。
[0011]三、本發(fā)明中測量計算單元可以作為變電所電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的組成部分實現(xiàn)對變電所電流電壓數(shù)據(jù)的實時采集與分析。
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本發(fā)明實施例的諧波注入器(ID)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】實施例
[0015]圖1、2示出，本發(fā)明的一種【具體實施方式】為:
一種測量電力系統(tǒng)諧波阻抗裝置。變壓器T連接公用電網(wǎng)P，諧波阻抗測量裝置NHID連接變壓器T低壓側(cè)A、B、C三相。諧波阻抗測量裝置NHID由諧波注入器ID，控制單元⑶，電源單元SU以及測量計算單元MCM組成。
[0016]圖1示出，本發(fā)明的工作過程和工作原理為:電力系統(tǒng)特征諧波為3次(150Hz)、5次(250Hz)、7次(350Hz)等。當(dāng)測量電網(wǎng)3次(150Hz)諧波阻抗時，控制單元⑶首先發(fā)出指令給諧波注入器ID，諧波注入器ID向變壓器T低壓側(cè)A、B、C三相注入149Hz非特征諧波，測量計算單元MCM對注入點(diǎn)靠近變壓器T低壓側(cè)Al、B1、Cl三相電壓和電流數(shù)據(jù)以及注入點(diǎn)靠近負(fù)荷側(cè)A2、B2、C2三相電壓和電流數(shù)據(jù)進(jìn)行測量記錄，對A1、B1、C1三相電壓和電流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算得出149Hz系統(tǒng)阻抗Z31以及對A2、B2、C2三相電壓和電流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計算得出149Hz用戶側(cè)阻抗Z31'?？刂茊卧狢D再發(fā)出指令給諧波注入器ID，諧波注入器ID向變壓器(T)低壓側(cè)A、B、C三相注入151Hz非特征諧波，測量計算單元MCM對電壓電流數(shù)據(jù)進(jìn)行測量記錄，分析計算出151Hz系統(tǒng)阻抗Z32與用戶側(cè)阻抗Z32’。同理，可以得到140Hz?148Hz、152Hz?159Hz的系統(tǒng)諧波阻抗和用戶側(cè)諧波阻抗，則通過插值法可以得到系統(tǒng)3次(150Hz)諧波阻抗Z3和用戶側(cè)3次諧波阻抗Z3’。同理，可以得到其它5次或7次等系統(tǒng)和用戶側(cè)的特征諧波阻抗。
[0017]圖2示出，本發(fā)明中諧波注入器ID由直流儲能電容C，大功率電力電子開關(guān)Sf S6，三相升壓變壓器Tsl構(gòu)成。直流儲能電容C用來儲存電源單元能量，向SfS6提供工作所需直流電源。SfS6工作在逆變狀態(tài)，其將單相電逆變成頻率可調(diào)的三相交流電。SrS6為IGCT (集成門極換流晶閘管)或IGBT (絕緣柵雙極晶體管)。
【權(quán)利要求】
1.一種電力系統(tǒng)諧波阻抗測量裝置，其特征在于: 變壓器⑴連接公用電網(wǎng)(P)，諧波阻抗測量裝置(NHID)連接變壓器⑴低壓側(cè)A、B、C三相；諧波阻抗測量裝置NHID由諧波注入器(ID)，控制單元(⑶)，電源單元(SU)以及測量計算單元(MCM)組成；諧波注入器(ID)由直流儲能電容C，大功率電力電子開關(guān)Sf S6，三相升壓變壓器(Tsl)構(gòu)成，其注入過程完全可控。
【文檔編號】G01R27/16GK103605002SQ201310565115
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】游廣增, 錢迎春, 司大軍 申請人:云南電網(wǎng)公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心