一种电力系统谐波阻抗测量装置制造方法
【专利摘要】一种电力系统谐波阻抗测量装置，变压器(T)连接公用电网(P)，谐波阻抗测量装置（NHID）连接变压器(T)低压侧A、B、C三相；谐波阻抗测量装置NHID由谐波注入器(ID),控制单元（CD）,电源单元（SU）以及测量计算单元（MCM）组成；谐波注入器(ID)由直流储能电容C，大功率电力电子开关S1~S6，三相升压变压器（Ts1）构成，其注入过程完全可控。本发明可以精确的测量计算得到系统谐波阻抗，为谐波治理提供可靠的谐波阻抗参数。
【专利说明】—种电力系统谐波阻抗测量装置【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电力系统谐波阻抗测量装置。
【背景技术】
[0002]电力电子技术近年来取得了飞速的发展，给电力系统供电性能的改善以及超高压输电和直流输电等技术提供了强有力的支持，越来越广泛的应用在国民经济的各个领域。但是电网中电力电子设备作为一个非线性负载，成为电网中重要的谐波源。
[0003]为了控制公用电网中的谐波污染，国家标准GB/T 14549 一 93《电能质量公用电网谐波》规定了用户谐波发射限值，需要解决的关键问题是如何在PCC对系统和用户的谐波发射水平进行合理的评估，对于谐波发射水平的估计主要还是围绕对系统和用户的谐波阻抗估计来展开。为净化系统，通常是利用电路谐振原理安装滤波器来抑制高次谐波。在获得电力系统谐波阻抗的情况下，能更好的设计和优化滤波器的参数，以达到满足要求的滤波效果。
[0004]由于谐波阻抗对于谐波治理及谐波管理的重要作用，因此很有必要开发谐波阻抗测量的相关方法与装置。目前常用的谐波阻抗测量方法主要为回归法和波动量法等，但它们都容易受到背景谐波的干扰，在背景谐波波动较大的情况下，其评估结果有可能失真。
[0005]特征谐波是指系统正常运行时所产生的谐波，其是频率为基波频率整数倍的固有谐波信号，非特征谐波即除了特征谐波之外的其他频率谐波。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种测量电力系统谐波阻抗测量装置。解决的关键问题是在不影响电力系统正常运行的情况下，精确的测量计算得到系统谐波阻抗，为谐波治理提供可靠的谐波阻抗参数。
[0007]在谐波阻抗测量中，选择合理的注入装置会使测量结果精确度更高以及对电网的影响降到最低，本发明解决其技术问题，所采用的技术方案为，变压器T连接公用电网P，谐波阻抗测量装置NHID连接变压器T低压侧A、B、C三相；谐波阻抗测量装置NHID由谐波注入器ID，控制单元⑶，电源单元SU以及测量计算单元MCM组成；谐波注入器ID由直流储能电容C，大功率电力电子开关Sf S6，三相升压变压器Tsl构成，其注入过程完全可控。
[0008]本发明的工作原理是:
变电所T由公用电网供电，电源向谐波注入器ID提供直流支撑电源，保证直流储能电容C上电压在正常范围；测量谐波阻抗时，控制单元CD首先发出指令给谐波注入器ID，谐波注入器ID向变压器T低压侧A、B、C三相依次注入特征频率土 IOHz范围的非特征谐波，测量计算单元MCM依次对注入点靠近变压器T低压侧Al、B1、Cl电压和电流数据以及靠近负荷侧A2、B2、C2数据进行测量记录，分别对Al、B1、Cl测量点和A2、B2、C2测量点数据分析计算，可分别得到特征频率附近20个非特征频率的系统阻抗和用户阻抗，将得到的20个非特征频率阻抗通过插值法即得到系统和用户特征频率阻抗。[0009]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
一、本发明相对于传统回归法及波动量法，谐波注入器在各次谐波频率及幅值上都完全可调，避免了某些频率范围内谐波含有率太低而引起谐波阻抗评估不准确的情况，测量频谱范围很广。
[0010]二、本发明向系统中注入非特征谐波，对系统正常运行影响较小，且不会受到背景谐波的干扰，同时由于信噪比很高，装置容量要求相对较小，减少了投资和运行费用。
[0011]三、本发明中测量计算单元可以作为变电所电能质量监测系统的组成部分实现对变电所电流电压数据的实时采集与分析。
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明实施例的结构示意图。
[0014]图2是本发明实施例的谐波注入器(ID)的结构示意图。
【具体实施方式】实施例
[0015]图1、2示出，本发明的一种【具体实施方式】为:
一种测量电力系统谐波阻抗装置。变压器T连接公用电网P，谐波阻抗测量装置NHID连接变压器T低压侧A、B、C三相。谐波阻抗测量装置NHID由谐波注入器ID，控制单元⑶，电源单元SU以及测量计算单元MCM组成。
[0016]图1示出，本发明的工作过程和工作原理为:电力系统特征谐波为3次(150Hz)、5次(250Hz)、7次(350Hz)等。当测量电网3次(150Hz)谐波阻抗时，控制单元⑶首先发出指令给谐波注入器ID，谐波注入器ID向变压器T低压侧A、B、C三相注入149Hz非特征谐波，测量计算单元MCM对注入点靠近变压器T低压侧Al、B1、Cl三相电压和电流数据以及注入点靠近负荷侧A2、B2、C2三相电压和电流数据进行测量记录，对A1、B1、C1三相电压和电流数据进行分析计算得出149Hz系统阻抗Z31以及对A2、B2、C2三相电压和电流数据进行分析计算得出149Hz用户侧阻抗Z31'。控制单元CD再发出指令给谐波注入器ID，谐波注入器ID向变压器(T)低压侧A、B、C三相注入151Hz非特征谐波，测量计算单元MCM对电压电流数据进行测量记录，分析计算出151Hz系统阻抗Z32与用户侧阻抗Z32’。同理，可以得到140Hz?148Hz、152Hz?159Hz的系统谐波阻抗和用户侧谐波阻抗，则通过插值法可以得到系统3次(150Hz)谐波阻抗Z3和用户侧3次谐波阻抗Z3’。同理，可以得到其它5次或7次等系统和用户侧的特征谐波阻抗。
[0017]图2示出，本发明中谐波注入器ID由直流储能电容C，大功率电力电子开关Sf S6，三相升压变压器Tsl构成。直流储能电容C用来储存电源单元能量，向SfS6提供工作所需直流电源。SfS6工作在逆变状态，其将单相电逆变成频率可调的三相交流电。SrS6为IGCT (集成门极换流晶闸管)或IGBT (绝缘栅双极晶体管)。
【权利要求】
1.一种电力系统谐波阻抗测量装置，其特征在于: 变压器⑴连接公用电网(P)，谐波阻抗测量装置(NHID)连接变压器⑴低压侧A、B、C三相；谐波阻抗测量装置NHID由谐波注入器(ID)，控制单元(⑶)，电源单元(SU)以及测量计算单元(MCM)组成；谐波注入器(ID)由直流储能电容C，大功率电力电子开关Sf S6，三相升压变压器(Tsl)构成，其注入过程完全可控。
【文档编号】G01R27/16GK103605002SQ201310565115
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月13日 优先权日:2013年11月13日
【发明者】游广增, 钱迎春, 司大军 申请人:云南电网公司电网规划研究中心