一種針對有功功率方向法定位諧波源局限性的檢驗方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于電能質量技術領域，特別涉及一種針對有功功率方向法定位諧波源局 限性的檢驗方法。
【背景技術】
[0002] 近年來，隨著電力電子設備和非線性負載的增加，諧波的危害日益嚴重，電能質量 中的諧波污染問題引起供、用電雙方越來越多的關注。因此，需要對諧波源進行檢測和定 位，這也是定量估計用戶側諧波發(fā)射水平、實施獎懲管理的基礎。
[0003] 目前應用的諧波源辨識技術尚不成熟，常見的包括有功功率方向法、無功功率方 向法、臨界阻抗法、基于諧波狀態(tài)估計法等。有功功率方向法根據功率的方向辨識主要諧波 源位置，但在實際應用時會受到兩側電壓源相角差的影響，導致該方法定位不夠準確。
[0004] 針對有功功率方向法定位諧波源局限性的檢驗方法，運用MATLAB軟件平臺搭建 了模型并進行了仿真計算，實現了諧波功率測量，通過分析數據和曲線，有效地驗證了有功 功率方向法定位諧波源的局限性。該方法模型簡單，操作便捷，容易獲得功率-相角差的變 化曲線，適用于一定相角范圍內的諧波源定位，為工程實踐提供了參考。

【發(fā)明內容】

[0005] 為了解決現有的有功功率方向法定位諧波源存在局限性的問題，本發(fā)明提供一種 基于仿真模型的、針對有功功率方向定位諧波源局限性的檢驗方法。本發(fā)明能夠有效地顯 示用有功功率方向法定位諧波源的有效相角范圍，正確地檢驗出該方法的局限性。
[0006] 本發(fā)明解決其技術問題所采取的技術方案包括以下步驟：
[0007] 1.根據有功功率諧波源定位方法的辨識原理，合理設置諧波源參數并搭建仿真模 型；
[0008] 2.根據諧波源定位和檢測要求，選取公共連接點（PCC)作為監(jiān)測點，測量PCC處的 諧波電壓和諧波電流，并計算諧波功率：
[0009] p=Rc({//,(^=//,") (1)
[0010] 式中，表示在PCC點測得的諧波電壓和諧波電流相量，有功功率P表示 二者乘積的實部分量。
[0011] 功率的正方向定義為從系統(tǒng)側流向用戶側，若P>〇,說明系統(tǒng)側為主諧波源，對 PCC點的諧波畸變貢獻更大。若P〈0,則說明用戶側為主諧波源。該方法實際操作和判別均 直觀簡單，但存在一定的局限性；
[0012] 3.依據定位判據表達式，分析該方法的局限性，采用控制變量法對所得測量數據 進行整理；
[0013] 4.編寫程序，對整理后的諧波數據進行仿真，得到有功功率方向法定位判據隨相 角差變化的仿真曲線；
[0014] 5.分析比較仿真曲線與理論推導，完成針對有功功率法定位諧波源局限性的檢 驗。
[0015] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0016] 1)通過在公共連接點（PCC)的諧波電壓及電流數值得出諧波有功功率的數值大 小，據此判斷出兩側諧波源對PCC點諧波畸變貢獻較大的一方，該方法操作便捷，實用性 好，能夠直觀地定性辨識主諧波源位置；
[0017] 2)通過分析編程所得的仿真曲線，可以清晰顯示出用有功功率方向法定位諧波源 的有效相角范圍及無法得出正確定位結論的相角范圍，有效地驗證了該定位方法受相角差 影響的局限性；
[0018] 3)觀察圖4曲線可知，相角差的有效判定范圍呈周期性變化，較好地體現了該諧 波源定位方法在實際應用中的規(guī)律和參考價值。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明檢驗有功功率方向定位諧波源方法局限性的方法流程圖；
[0020] 圖2是本發(fā)明依據的戴維南等效電路圖；
[0021] 圖3是本發(fā)明提供的有功功率方向法定位諧波源的仿真模型圖；
[0022] 圖4是本發(fā)明提供的有功功率方向法受相角差δ影響的仿真曲線圖；
【具體實施方式】
[0023] 下面根據附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的說明。
[0024] 參見圖1，圖1為檢驗有功功率方向定位諧波源方法局限性的方法流程圖。首先要 掌握有功功率方向法定位諧波源的原理，根據原理，在模型中選取適當的監(jiān)測點來測量所 需的諧波數據。然后對模型元件設置適當的參數，使辨識過程簡單清晰。運行仿真，獲取所 需的諧波數據，為檢驗該定位方法局限性奠定基礎。最后，利用諧波數據編程并繪制仿真曲 線，觀察曲線，得出該定位方法存在易受相角差影響的局限性的結論。
[0025] 參見圖2,圖2為戴維南等效電路圖。系統(tǒng)側諧波電壓源記為Eu，取相角為0作為 參考。用戶側諧波電壓源記為E。，取相角為δ。Z u和Z。分別表示系統(tǒng)側和用戶側等效諧波 阻抗。V、I表示流經PCC點的諧波電壓和諧波電流，Θ是諧波電壓和諧波電流的阻抗角， S為兩側電壓源相角差。根據圖2,可得諧波有功功率的表達式：
【主權項】
1. 一種針對有功功率方向法定位諧波源局限性的檢驗方法，用以探宄有功功率方向法 定位諧波源準確度不高的問題；其特征在于仿真模型數據易測量、參數少且便于調整，在搭 建模型的基礎上分析仿真曲線，便于直觀顯示有效相角范圍，從而完成對定位方法局限性 的檢驗；具體步驟是： Sl構建仿真模型 根據有功功率諧波源定位方法的辨識原理，合理設置諧波源參數并搭建仿真模型； S2測量和計算諧波數據 根據諧波源定位和檢測要求，選取公共連接點（PCC)作為監(jiān)測點，測量PCC處的諧波電 壓和諧波電流，并計算諧波功率： P - Rc(T /}((s：i I j,(() 其中，表示在pcc點測得的諧波電壓和諧波電流相量，有功功率P表示二者 乘積的實部分量； 定義功率的正方向為從系統(tǒng)側流向用戶側，若p>〇,說明系統(tǒng)側為主諧波源，對PCC點 的諧波畸變貢獻更大；若p〈0,則說明用戶側為主諧波源；該技術簡單、操作方便，實用性 好，能夠直觀地定性辨識主諧波源位置； S3局限性的分析 依據定位判據表達式P = Sind'，可知，有功功率P的方向與兩側電壓 源相角差S有關，為了分析該方法的局限性，采用控制變量法對所得測量數據進行整理， 即保持系統(tǒng)側的電壓源幅值（IOOv)和相角（作為參考，取Su= 0° )不變，用戶側電壓 源的幅值（80V)不變，僅使用戶側諧波源相位δ。在0°~360°內變化，分析兩側相角差 δ ( δ = δ。- δ u)對有功功率P的方向的影響； S4仿真驗證 編寫程序，對整理后的諧波數據進行仿真，得到有功功率方向法定位判據隨相角差變 化的仿真曲線；仿真曲線清晰顯示出用有功功率方向法定位諧波源的有效相角范圍及定位 結論容易出錯的相角范圍，有效地驗證了該定位方法受相角差影響的局限性；而且相角差 的有效范圍呈周期性變化，較好地體現了該諧波源定位方法在實際應用中的規(guī)律和參考價 值； 經過上述分析后，針對有功功率方向法定位諧波源局限性的檢驗方法能夠有效驗證有 功功率法在原理上的不合理性，相角范圍隨實際系統(tǒng)參數的變化而變化；具體實施起來直 觀簡便，所得的功率方向受相角差影響的周期性變化的結論，對工程實踐的實際應用具有 良好的預測和指導作用。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種針對有功功率方向法定位諧波源局限性的檢驗方法，具體涉及到電力系統(tǒng)中諧波源的檢測與定位，能夠直觀清晰地反映出有功功率方向法在諧波源定位應用中的局限性，該方法在建立仿真模型的基礎上，依次完成了設置公共連接點、檢測諧波電壓和電流、數據整理和分析、編程繪制曲線和驗證有功功率方向法受相角差影響的局限性。該方法能夠很好地檢測公共連接點處的諧波電壓和電流，同時直接有效地驗證了有功功率法定位諧波源時的局限性，仿真結果清晰直觀，為進一步提出更完善的諧波源定位方法提供了理論指導，因此，在諧波源檢測領域具有很好的借鑒作用。
【IPC分類】G01R35-00, G01R31-00
【公開號】CN104833935
【申請?zhí)枴緾N201510249107
【發(fā)明人】侯潔, 孫建坡, 樊新梅
【申請人】中國礦業(yè)大學
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月15日