专利名称：确定谐波电压的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力应用技术领域，特别是涉及确定谐波电压的方法及系统。
背景技术：
近年来，国民经济、特别是制造业的高速发展，以及我国对用户节电效率要求的不断提高，使用大量具有非线性特性的电气设备，如以具有强烈非线性特性的电弧为工作介质的设备气体放电灯、交流弧焊机、电弧炉等；以电力电子兀件为基础的开关电源设备各种电力变流设备、相控调速和调压装置、大容量的电力晶闸管可控开关设备等；这些电气设备是典型的谐波源，给配电网带来了大量的谐波污染。我国电网的谐波污染已经十分严重。为了更好的采取措施对电网谐波含量加以控制，必须具备相应的检测治理措施。无论是从电力系统保护和供电系统的安全运行，还是从保证设备安全运行来看，深入研究电力系统谐波问题意义重大。谐波潮流计算是谐波研究的重要研究方向。研究谐波潮流计算对谐波的治理提供重要的数据和理论基础，使得谐波治理有据可依。长期以来人们对电力系统谐波潮流计算，研究力度一直不够。从整体上讲，谐波潮流计算是整个电力系统仿真计算中重要组成部分。传统中，常采用非线性时域分析法、线性分析法、非线性频域分析法等。传统方法中谐波潮流计算结果精度还不够高，计算量大，从而降低了系统仿真的可信度，且会造成过于悲观或乐观的分析结果，给电力系统的生产和发展带来巨大损失。
发明内容
基于此，有必要针对提高谐波电压精确度、简化计算的问题，提供一种确定谐波电压的方法及系统。一种确定谐波电压的方法，包括步骤获取各节点的基波电压和注入电量，确定各所述节点的正序注入电流、负序注入电流、零序注入电流；根据各所述节点的基波电压、所述正序注入电流、所述负序注入电流、所述零序注入电流，确定各所述节点的正序导纳矩阵、负序导纳矩阵、零序导纳矩阵；对各所述节点采用节点编号法进行编号，按编号顺序对所述正序导纳矩阵、所述负序导纳矩阵、所述零序导纳矩阵采用LU分解法进行因子分解；采用谐波潮流模型确定各支路的谐波阻抗，根据所述支路的谐波阻抗、因子分解后的所述正序导纳矩阵、所述负序导纳矩阵、所述零序导纳矩阵确定各所述节点的正序谐波电压、负序谐波电压、零序谐波电压，根据所述正序谐波电压、所述负序谐波电压、所述零序谐波电压确定各所述节点的谐波电压。上述确定谐波电压的方法，采用LU分解法对矩阵进行因子分解、对节点编号，简化了计算步骤，采用了谐波潮流模型，将电压电流分解为正负零三相，形成正负零序导纳矩阵，从而确定谐波电压，提高了计算精度。
一种确定谐波电压系统，包括获取模块，用于获取各节点的基波电压和注入电量，确定各所述节点的正序注入电流、负序注入电流、零序注入电流；导纳矩阵模块，用于根据各所述节点的基波电压、所述正序注入电流、所述负序注入电流、所述零序注入电流，确定各所述节点的正序导纳矩阵、负序导纳矩阵、零序导纳矩阵；编号分解模块，用于对各所述节点采用节点编号法进行编号，按编号顺序对所述正序导纳矩阵、所述负序导纳矩阵、所述零序导纳矩阵采用LU分解法进行因子分解；谐波电压模块，用于采用谐波潮流模型确定各支路的谐波阻抗，根据所述支路的谐波阻抗、因子分解后的所述正序导纳矩阵、所述负序导纳矩阵、所述零序导纳矩阵确定各所述节点的正序谐波电压、负序谐波电压、零序谐波电压，根据所述正序谐波电压、所述负序谐波电压、所述零序谐波电压确定各所述节点的谐波电压。上述确定谐波电压系统，采用LU分解法对矩阵进行因子分解、对节点编号，简化了计算步骤，采用了潮流谐波模型，将电压电流分解为正负零三相，形成正负零序导纳矩阵，从而确定谐波电压，提高了计算精度。
图1为本发明的确定谐波电压方法实施例的流程示意图；图2为发电机正序、负序阻抗等值电路图；图3为变压器正序、负序阻抗等值电路图；图4为变压器零序阻抗等值电路图；图5为线路正、负序等值电路图；图6为负荷正、负序等值电路图；图7为节电电力系统基波参数图；图8为本发明的确定谐波电压系统实施例的结构示意图。
具体实施例方式以下结合其中的较佳实施方式对本发明方案进行详细阐述。图1中示出了本发明的确定谐波电压方法实施例的流程示意图；如图1所示，本实施例中的确定谐波电压的方法，包括步骤步骤SlOl :获取各节点的基波电压和注入电量，确定各节点的正序注入电流、负序注入电流、零序注入电流；步骤S102 :根据各节点的基波电压、正序注入电流、负序注入电流、零序注入电流，确定各节点的正序导纳矩阵、负序导纳矩阵、零序导纳矩阵；步骤S103 :对各节点采用节点编号法进行编号，按编号顺序对正序导纳矩阵、负序导纳矩阵、零序导纳矩阵采用LU分解法进行因子分解；步骤S104 :采用谐波潮流模型确定各支路的谐波阻抗，根据支路的谐波阻抗、因子分解后的正序导纳矩阵、负序导纳矩阵、零序导纳矩阵确定各节点的正序谐波电压、负序谐波电压、零序谐波电压，根据正序谐波电压、负序谐波电压、零序谐波电压确定各节点的谐波电压。根据本发明方案，其采用了较为精确的模型，提高了预算结构的精确度，采用LU分解法对矩阵进行因子分解、对节点编号，简化了计算步骤。以下在上述本实施例方法的步骤的基础上，对确定谐波电压方法的具体实施例进行详细说明电力系统中谐波源主要是一些用电设备和部分变压器的励磁支路，这些谐波源产生的谐波电流基本上只决定于它们的工作条件和外加电压，与外电路的阻抗关系不断无关。因此往往将这些谐波源看作内阻抗无穷大的恒电流源，在实际计算中大部分谐波源是三相不对称的，而电力系统中的各元件一般是三相对称的。故可以把谐波源等效为三相不对称的恒电流源，并分解为正序，负序，零序三相对称的分量；把电力系统中各元件认为是三相对称的，其正、负、零序网络不存在耦合关系，则各序网络具有独立性的特点，分析计算可以得到简化。获取各节点的基波电压和注入电量，采用公式In = YnUn计算各节点的正序注入电流、负序注入电流、零序注入电流。其中，In表示注入电流，Yn表示注入电量，Un表示基波电压。根据各节点的基波电压、正序注入电流、负序注入电流、零序注入电流，采用公式I = YV确定各节点的正序导纳矩阵、负序导纳矩阵、零序导纳矩阵。其中，Y表示导纳矩阵，I表示注入电流，V表示基波电压。比如，
权利要求
1.一种确定谐波电压的方法，其特征在于，包括步骤 获取各节点的基波电压和注入电量，确定各所述节点的正序注入电流、负序注入电流、零序注入电流； 根据各所述节点的基波电压、所述正序注入电流、所述负序注入电流、所述零序注入电流，确定各所述节点的正序导纳矩阵、负序导纳矩阵、零序导纳矩阵； 对各所述节点采用节点编号法进行编号，按编号顺序对所述正序导纳矩阵、所述负序导纳矩阵、所述零序导纳矩阵采用LU分解法进行因子分解； 采用谐波潮流模型确定各支路的谐波阻抗，根据所述支路的谐波阻抗、因子分解后的所述正序导纳矩阵、所述负序导纳矩阵、所述零序导纳矩阵确定各所述节点的正序谐波电压、负序谐波电压、零序谐波电压，根据所述正序谐波电压、所述负序谐波电压、所述零序谐波电压确定各所述节点的谐波电压。
2.根据权利要求1所述的确定谐波电压的方法，其特征在于，所述节点编号法为半动态节点编号法。
3.根据权利要求2所述的确定谐波电压的方法，其特征在于，所述半动态节点编号法包括步骤 判断节点i是否满足n，若是，则遍历出支路数最少的节点，若否，则停止； 把所述支路数最少的节点与i节点互换，将互换后的i节点编号； i=i+l，返回判断节点i步骤； 其中，i表示第i个节点，n表示节点总数。
4.根据权利要求1所述的确定谐波电压的方法，其特征在于，所述谐波潮流模型包括发电机模型、变压器模型、线路模型、负荷模型。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的确定谐波电压的方法，其特征在于，所述确定各所述节点的谐波电压过程中产生的矩阵采用LU分解法进行因子分解。
6.—种确定谐波电压系统,其特征在于,包括 获取模块，用于获取各节点的基波电压和注入电量，确定各所述节点的正序注入电流、负序注入电流、零序注入电流； 导纳矩阵模块，用于根据各所述节点的基波电压、所述正序注入电流、所述负序注入电流、所述零序注入电流，确定各所述节点的正序导纳矩阵、负序导纳矩阵、零序导纳矩阵；编号分解模块，用于对各所述节点采用节点编号法进行编号，按编号顺序对所述正序导纳矩阵、所述负序导纳矩阵、所述零序导纳矩阵采用LU分解法进行因子分解； 谐波电压模块，用于采用谐波潮流模型确定各支路的谐波阻抗，根据所述支路的谐波阻抗、因子分解后的所述正序导纳矩阵、所述负序导纳矩阵、所述零序导纳矩阵确定各所述节点的正序谐波电压、负序谐波电压、零序谐波电压，根据所述正序谐波电压、所述负序谐波电压、所述零序谐波电压确定各所述节点的谐波电压。
7.根据权利要求6所述的确定谐波电压系统，其特征在于，所述节点编号法为半动态节点编号法。
8.根据权利要求7所述的确定谐波电压系统，其特征在于，所述谐波潮流模型包括发电机模型、变压器模型、线路模型、负荷模型。
9.根据权利要求6至8任意一项所述的确定谐波电压系统，其特征在于，所述谐波电压模块还用于对计算过程中产生的各种矩阵采用LU分解法进行因子分解。
10.根据权利要求6至8任意一项所述的确定谐波电压系统，其特征在于，还包括谐波源数据存储模块，用于存储谐波源数据。
全文摘要
一种确定谐波电压的方法，包括步骤获取各节点的基波电压和注入电量，确定各所述节点的正序、负序、零序注入电流；根据各所述节点的基波电压、所述正序、负序、零序注入电流，确定各所述节点的正序、负序、零序导纳矩阵；对各所述节点采用节点编号法进行编号，按编号顺序对所述正序、负序、零序导纳矩阵采用LU分解法进行因子分解；采用谐波潮流模型确定各支路的谐波阻抗，根据所述支路的谐波阻抗、因子分解后的所述正序、负序、零序导纳矩阵确定各所述节点的正序谐波电压、负序谐波电压、零序谐波电压，根据所述正序谐波电压、所述负序谐波电压、所述零序谐波电压确定各所述节点的谐波电压。提供相应的系统。本发明提高计算精度，简化计算。
文档编号G01R23/16GK103018534SQ201210559920
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者阙华坤, 肖勇, 陈启冠, 杨劲锋, 孙卫明, 任龙霞, 彭祖智, 刘明, 赫丙东 申请人:广东电网公司电力科学研究院, 广州从兴电子开发有限公司