电力系统间谐波源识别的研究

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现代社会中,人们对电能质量提出越来越高的要求。电力系统在实际运行过程中,由于负载的非线性及负荷的波动,不但引起谐波,还会导致间谐波的出现。间谐波不但具有类似谐波危害,而且还会引起电压波动和闪变等。为有效治理间谐波,需要先查找间谐波源头,即识别间谐波源。人们对于间谐波源识别的研究才刚起步,现有方法很少。而传统谐波源和闪变源的识别方法已经有功率法、阻抗法、比率法等,可以借鉴这些方法用于间谐波源识别。然而,在系统侧和用户侧同时存在同一频次的间谐波时,传统方法都可能会给出错误的结论。另外,传统方法中没有考虑不同频次间谐波对电压闪变影响的差异性。本文提出了基于电气参数测量和归算的方法用于间谐波源的识别。首先将测量的公共连接点的电压和电流进行傅里叶分析,得到各主要频次间谐波的频谱;然后借助系统短路容量、测量的基波阻抗和频率修正,通过相量运算得到各条支路的等效间谐波电压源;最后根据电路连接关系得到各条支路的间谐波电压源分别作用到公共连接点得到其对公共连接点的影响,即实现间谐波源的识别。同时,借助不同频次间谐波对瞬时闪变视感度影响的差异性,提出了一种权重系数计算方法,用于不同频次间谐波源的责任划分。在此基础上,根据归算的电气量提出了指标:间谐波电压、间谐波功率和间谐波能量,用于不同情况下的责任划分。在理论分析的基础上,设计和开发了一套间谐波源识别的物理实验系统。该系统包括上位机软件、数据采集系统和基于NI信号发生器的物理实验电路。上位机软件在VC环境中实现,主要功能是间谐波识别算法实现和人机界面。数据采集系统包括电压和电流数据采集的硬件电路和控制软件。上位机软件和数据采集系统之间通过串口通信实现。物理实验电路主要是采用NI信号发生器产生间谐波信号并搭建一次系统实验电路。实验结果表明,该系统可准确地实现间谐波源的识别。
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