电流谐波隔离效果的判断方法、装置、供电系统、计算机设备及存储介质与流程

本发明涉及谐波监测的技术领域，特别是涉及一种电流谐波隔离效果的判断方法、装置、供电系统、计算机设备以及计算机可读存储介质。

背景技术：

随着电力电子技术的发展，非线性负荷大量接入电力系统，导致大量谐波电流进入电网。谐波电流对电网的污染会带来电能传输效率降低，绝缘加速老化等问题，因此越来越多的谐波治理设备被安装到供电系统中，以使供电中间环节对电流谐波进行隔离。

传统的电流谐波隔离的评价指标，一般是描述谐波大小的电流谐波含量，或从电流波形整体畸变程度进行评价的谐波总畸变率，均是针对电流谐波本身的特性，无法对供电中间环节前后的电流谐波差异进行准确评估，不能量化地判断其对电流谐波的隔离效果。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电流谐波隔离效果的判断方法、监测装置、计算机设备以及计算机可读存储介质，可以量化供电中间环节对供电系统中电流谐波的隔离效果。

一种电流谐波隔离效果的判断方法，包括：

在供电系统中选取供电中间环节的监测节点，所述监测节点包括供电点和受电点；

采集所述监测节点中的所述供电点的第一电流谐波数据，以及所述受电点的第二电流谐波数据；

根据所述第一电流谐波数据与所述第二电流谐波数据计算得到电流谐波隔离比；

基于所述电流谐波隔离比判断所述供电中间环节对电流谐波的隔离效果。

上述电流谐波隔离效果的判断方法，通过在供电系统中选取合适的电流谐波的供电监测节点和受点监测节点，并在监测节点采集电流谐波数据，可以根据采集的电流谐波数据计算得到电流谐波隔离比，确定受电点相对于供电点即供电中间环节两端的电流谐波变化数值，从而可以通过电流谐波隔离比这一量化的电流谐波空间分布差异的对比性质指标，建立一种量化的供电中间环节的隔离效果的判断方法，以适应各种供电系统的电流谐波的评估需求。

在其中一个实施例中，在供电系统中选取供电中间环节的监测节点的步骤包括：

选取供电系统中的公共连接点作为所述供电点；

选取所述供电系统中靠近负载、且与所述负载无电气隔离的连接点作为所述受电点。

在其中一个实施例中，在供电系统中选取供电中间环节的监测节点的步骤还包括：

当所述供电系统中多个所述负载共供电点时，所述供电点与各所述受电点分别构成一组监测节点，所述监测节点的数量等于所述受电点的数量。

在其中一个实施例中，根据所述第一电流谐波数据与所述第二电流谐波数据计算得到电流谐波隔离比的步骤包括：

根据所述第一电流谐波数据计算得到所述供电点处的第一电流总需求畸变率；

根据所述第二电流谐波数据计算得到所述受电点处的第二电流总需求畸变率；

根据所述第一电流总需求畸变率与所述第二电流总需求畸变率计算得到所述电流谐波隔离比。

在其中一个实施例中根据所述第一电流总需求畸变率与所述第二电流总需求畸变率计算得到所述电流谐波隔离比的步骤包括：

计算所述第二电流总需求畸变率相对于所述第一电流总需求畸变率的变化率，将所述变化率作为所述电流谐波隔离比。

一种电流谐波隔离效果的判断装置，包括：

节点选取模块，用于在供电系统中选取供电中间环节的监测节点，所述监测节点包括供电点和受电点；

数据采集模块，用于采集所述监测节点中的所述供电点的第一电流谐波数据，以及所述受电点的第二电流谐波数据；

数据计算模块，用于根据所述第一电流谐波数据与所述第二电流谐波数据计算得到电流谐波隔离比；

效果判断模块，用于基于所述电流谐波隔离比判断所述供电中间环节对电流谐波的隔离效果。

上述电流谐波隔离效果的判断装置，通过在供电系统中选取合适的电流谐波的供电监测节点和受点监测节点，并在监测节点采集电流谐波数据，可以根据采集的电流谐波数据计算得到电流谐波隔离比，确定受电点相对于供电点即供电中间环节两端的电流谐波变化数值，从而可以通过电流谐波隔离比这一量化的电流谐波空间分布差异的对比性质指标，建立一种量化的供电中间环节的隔离效果的判断方法，以适应各种供电系统的电流谐波的评估需求。

一种供电系统，包括电源、供电中间环节、负载以及上述实施例所述的电流谐波隔离效果的判断装置；

其中，所述负载通过所述供电中间环节与所述电源连接，所述电流谐波隔离效果的判断装置根据在所述监测节点采集的数据判断所述供电中间环节对电流谐波的隔离效果。

上述供电系统，通过在供电系统中选取合适的电流谐波的供电监测节点和受点监测节点，并在监测节点采集电流谐波数据，可以根据采集的电流谐波数据计算得到电流谐波隔离比，确定受电点相对于供电点即供电中间环节两端的电流谐波变化数值，从而可以通过电流谐波隔离比这一量化的电流谐波空间分布差异的对比性质指标，建立一种量化的供电中间环节的隔离效果的判断方法，以适应各种供电系统的电流谐波的评估需求。

在其中一个实施例中，供电点为所述供电系统中的公共连接点；所述受电点靠近所述负载、且与所述负载无电气隔离；

其中，当所述供电系统中多个所述负载共供电点时，所述供电点与各所述受电点分别构成一组监测节点，所述监测节点的数量等于所述受电点的数量。

一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

附图说明

图1为一个实施例中电流谐波隔离效果的判断方法的流程示意图；

图2为一个实施例中步骤在供电系统中选取供电中间环节的监测节点的流程示意图；

图3为一个实施例中步骤根据第一电流谐波数据与第二电流谐波数据计算得到电流谐波隔离比的流程示意图；

图4为一个实施例中电流谐波隔离效果的判断装置的结构示意图；

图5为一个实施例中供电系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

图1为一个实施例中电流谐波隔离效果的判断方法流程示意图，如图1所示，在一个实施例中，提供了一种电流谐波隔离效果的判断方法，该方法适用于但不限于单端供电系统，如也可适用于多端供电系统，具体包括以下步骤：

步骤s120：在供电系统中选取供电中间环节的监测节点，监测节点包括供电点和受电点。

步骤s140：采集监测节点中的供电点的第一电流谐波数据，以及受电点的第二电流谐波数据。

步骤s160：根据第一电流谐波数据与第二电流谐波数据计算得到电流谐波隔离比。

步骤s180：基于电流谐波隔离比判断供电中间环节对电流谐波的隔离效果。

具体地，供电系统是指从电源至用户负载的电源线路，在电源和用户负载之间包括供电中间环节，供电中间环节如电网等用于将电源电能传输至用户负载。随着电力电子技术的发展，由于非线性负载大量接入电力系统，大量谐波注入供电系统，供电中间环节的结构也愈加复杂，供电中间环节特别是供电中间环节中存在换流器等设备时，会对电路谐波在供电系统中的传播产生一定的影响。一般地，电流谐波在经过供电中间环节后有所减小，供电中间环节会对电流谐波产生一定的隔离效果，因此，需要对供电中间环节对电流谐波的隔离效果进行判断评估。其中，在本实施例中，供电中间环节可以为交流供电环节或直流供电环节，负载可以为交流或直流负载。

在供电系统中选取供电中间环节两端的监测节点，监测节点包括一个供电点和一个受电点，供电点监测节点用于监测接入供电中间环节之前的电流谐波数据，受电点监测节点用于监测从供电中间环节接入负载之前的电流谐波数据。在电源线路中选取监测节点时，一般选取供电中间环节的电流接入的位置作为供电点，选取靠近用户负载的位置作为受电点。

进一步地，对选取的监测节点的电流数据进行实时采集，采集供电点的第一电流谐波数据，以及受电点的第二电流谐波数据。进一步地，根据第一电流谐波数据与第二电流谐波数据计算出电流隔离比，例如可以对第一电流谐波数据进行数据处理得到供电点的电流谐波指标数值，对第二电流谐波数据进行数据处理得到受电点的电流谐波指标数值，根据供电点的电流谐波指标数值和受电点的电流谐波指标数值计算得到电流谐波隔离比。

电流谐波隔离比是一个用于表征受电点相对于供电点电流谐波变化大小的数值，根据计算得到的电流谐波隔离比来判断供电中间环节两端的电流谐波的变化大小，即供电中间环节对电流谐波的隔离效果。在计算电流谐波隔离比时，可以采用不同的计算方法。其中，不同的计算方法可能会导致不一样的隔离效果判断结果。例如，当电流谐波隔离比为受电点相对于供电点的电流谐波减小百分比时，电流谐波隔离比的数值越大，则判定供电中间环节对电流谐波的隔离效果越显著，反之，电流谐波隔离比的数值越小，则判定供电中间环节对电流谐波的隔离效果越不显著。

上述电流谐波隔离效果的判断方法，通过在供电系统中选取合适的电流谐波的供电监测节点和受点监测节点，并在监测节点采集电流谐波数据，可以根据采集的电流谐波数据计算得到电流谐波隔离比，确定受电点相对于供电点即供电中间环节两端的电流谐波变化数值，从而可以通过电流谐波隔离比这一量化的电流谐波空间分布差异的对比性质指标，建立一种量化的供电中间环节的隔离效果的判断方法，以适应各种供电系统的电流谐波的评估需求。

图2为一个实施例中在供电系统中选取供电中间环节的监测节点的监测节点选取步骤s120的流程示意图，如图2所示，在一个实施例中，上述步骤s120包括：

步骤s122：选取供电系统中的公共连接点作为供电点。

步骤s124：选取供电系统中靠近负载、且与负载无电气隔离的连接点作为受电点。

具体地，在选取监测节点时，一般选取供电系统中的公共连接点(pointofcommoncoupling)作为供电点，公共连接点为供电系统中一个及一个以上用户负载的连接处。而受电点的选取需满足靠近负载，与负载无电气隔离的电路位置，并且，选取的受电点的电压情况能够直接影响负载的运行条件。一个供电点和一个受电点构成一组监测节点。

进一步地，在一个实施例中，上述步骤s120还可以包括：

步骤s126：当供电系统中多个负载共供电点时，供电点与各受电点分别构成一组监测节点，监测节点的数量等于受电点的数量。

具体的，对于多个负载共用一个公共连接点，即一个供电点对应于多个受电点。共用的该供电点于每个受电点分别构成一组监测节点，则在多端供电系统中选取了多组监测节点，且选取的监测节点的数量等于受电点的数量。因此，可以根据采集的多组监测节点的电流谐波监测数据，分别评估供电中间环节对于各负载电路的电流谐波隔离效果，也可以对供电中间环节对多路负载的整体电流谐波隔离效果进行评估。

图3为一个实施例中步骤s160的流程示意图，如图3所示，在一个实施例中，步骤s160具体可以包括：

步骤s162：根据第一电流谐波数据计算得到供电点处的第一电流总需求畸变率。

步骤s164：根据第二电流谐波数据计算得到受电点处的第二电流总需求畸变率。

步骤s166：根据第一电流总需求畸变率与第二电流总需求畸变率计算得到电流谐波隔离比。

具体的，不同周期电流谐波的有效值会存在差异，因此，需要根据多次电流谐波数值对供电点和受电点的整体电流谐波畸变情况进行指标定义。在本实施例中，通过求取电流总需求畸变率对供电点的电流谐波畸变情况，即受电点的电流谐波畸变情况进行定义。在计算电流总需求畸变率时，从电流谐波数据中提取出多次电流谐波有效值，及最大需求的基波电流有效值，并根据以下公式(1)计算出电流总需求畸变率tdd。

其中，ihi表示第i次电流谐波有效值，ih1_max表示最大需求的基波电流有效值。根据上述计算公式，从第一电流谐波数据中提取出供电点多次电流谐波有效值，及最大需求的基波电流有效值，计算得到供电点的第一电流总需求畸变率tdda，类似地，计算出受电点的第二电流总需求畸变率tddb。由于不同于系统电压基波有效值较为稳定，不同运行方式下负载电流基波有效值不同，在本实施例中，采用电流总需求谐波畸变率tdd来定义电流谐波畸变情况更加准确。在其他实施例中，也可以采用其他指标来定义电流谐波畸变情况。

进一步地，在一个实施例中，上述步骤s166具体可以包括：

计算第二电流总需求畸变率相对于第一电流总需求畸变率的变化率，将变化率作为电流谐波隔离比。

具体地，可以采用以下公式(2)计算第二电流总需求畸变率相对于第一电流总需求畸变率的变化率。

其中，tdda和tddb分别表示供电点和受电点电流总谐波畸变率，segtdd表示第二电流总需求畸变率相对于所述第一电流总需求畸变率的变化率，即经过供电环节后电流总需求谐波畸变率的减小百分比。考虑谐波电流经过供电中间环节的隔离作用，供电点的第一电流总需求畸变率tdda相对于受电点的第二电流总需求畸变率tddb的数值会变小，因此，采用上述公式(2)可以得到一个正数的电流谐波畸变率的减小百分比。在其他实施例中，也可以采用其他计算方式计算电流谐波隔离比，例如，可以直接将第一电流总需求畸变率与第二电流总需求畸变率的比值作为电流谐波隔离比。

需要注意的是，不同电流谐波隔离比的计算方式会导致不同的电流谐波隔离的判断结果。例如，若采用公式(2)得到电流谐波隔离比，则当电流谐波隔离比越大时，判定供电中间环节对电流谐波的隔离效果越大，反之，供电中间环节对电流谐波的隔离效果越小。而若直接将第一电流总需求畸变率与第二电流总需求畸变率的比值作为电流谐波隔离比，则当电流谐波隔离比越大时，判定供电中间环节对电流谐波的隔离效果越小，反之，供电中间环节对电流谐波的隔离效果越大。

图4为一个实施例中电流谐波隔离效果的判断装置的结构示意图，如图4所示，在一个实施例中，一种电流谐波隔离效果的判断装置400包括：节点选取模块420，用于在供电系统中选取供电中间环节的监测节点，监测节点包括供电点和受电点；数据采集模块440，用于采集监测节点中的供电点的第一电流谐波数据，以及受电点的第二电流谐波数据；数据计算模块460，用于根据第一电流谐波数据与第二电流谐波数据计算得到电流谐波隔离比；效果判断模块480，用于基于电流谐波隔离比判断供电中间环节对电流谐波的隔离效果。

具体的，节点选取模块420在供电中间环节的两侧分别设置供电点和受电点两个监测节点，数据采集模块440分别与供电点和受电点通信连接，分别采集供电点处的第一电流谐波数据，以及受电点处的第二电流谐波数据，并将第一谐波电流数据和第二谐波电流数据发送给数据计算模块460。数据计算模块460根据接收到的第一电流谐波数据与第二电流谐波数据进行计算，以得到电流谐波隔离比，并将电流谐波隔离比数据发送给效果判断模块480，效果判断模块480根据接收到的电流谐波隔离比确定供电中间环节前后电流谐波的差异，以判断供电中间环节对电流谐波的隔离效果。

在一个实施例中，上述节点选取模块420可以包括：供电点选取单元，用于选取供电系统中的公共连接点作为供电点；受电点选取单元，用于选取供电系统中靠近负载、且与负载无电气隔离的连接点作为受电点。

在一个实施例中，节点选取模块420还可以包括节点构成单元，用于供电系统中多个负载共供电点时，供电点与各受电点分别构成一组监测节点，监测节点的数量等于受电点的数量。

在一个实施例中，数据计算模块460可以包括：第一畸变率计算单元，用于根据第一电流谐波数据计算得到供电点处的第一电流总需求畸变率；第二畸变率计算单元，用于根据第二电流谐波数据计算得到受电点处的第二电流总需求畸变率；隔离比计算单元，用于根据第一电流总需求畸变率与第二电流总需求畸变率计算得到电流谐波隔离比。

在一个实施例中，上述隔离比计算单元用于计算第二电流总需求畸变率相对于第一电流总需求畸变率的变化率，将变化率作为电流谐波隔离比。

图5为一供电系统的结构示意图。如图5所示，在一个实施例中，提供了一种供电系统500，包括电源520、供电中间环节540、负载560以及上述实施例中的电流谐波隔离效果的判断装置400；其中，负载560通过供电中间环节540与电源520连接，电流谐波隔离效果的判断装置400根据在监测节点采集的数据判断供电中间环节540对电流谐波的隔离效果。

具体的，本实施例中的供电系统500为一单端供电系统，在其他实施例中，供电系统也可以为多端供电系统。电源520采用交流电源，供电中间环节540可以为交流或直流供电环节。负载560可以为交流或直流负载。其中，图5中所示的a点为选取的供电点，b点为选取的受电点，a点和b点共同构成监测节点。

进一步地，上述供电点为供电系统中的公共连接点；上述受电点靠近负载560、且与负载560无电气隔离。其中，当供电系统中多个负载共供电点时，供电点与各受电点分别构成一组监测节点，监测节点的数量等于受电点的数量。

上述供电系统，通过在供电系统中选取合适的电流谐波的供电监测节点和受点监测节点，并在监测节点采集电流谐波数据，可以根据采集的电流谐波数据计算得到电流谐波隔离比，确定受电点相对于供电点即供电中间环节两端的电流谐波变化数值，从而可以通过电流谐波隔离比这一量化的电流谐波空间分布差异的对比性质指标，建立一种量化的供电中间环节的隔离效果的判断方法，以适应各种供电系统的电流谐波的评估需求。

在一个实施例中，提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可以在处理器上运行的计算机程序，处理器执行该程序时可以执行如下步骤：在供电系统中选取供电中间环节的监测节点，监测节点包括供电点和受电点；采集监测节点中供电点的第一电流谐波数据，以及受电点的第二电流谐波数据；根据第一电流谐波数据与第二电流谐波数据计算得到电流谐波隔离比；基于电流谐波隔离比判断供电中间环节对电流谐波的隔离效果。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时可以使得处理器执行如下步骤：在供电系统中选取供电中间环节的监测节点，监测节点包括供电点和受电点；采集监测节点中供电点的第一电流谐波数据，以及受电点的第二电流谐波数据；根据第一电流谐波数据与第二电流谐波数据计算得到电流谐波隔离比；基于电流谐波隔离比判断供电中间环节对电流谐波的隔离效果。

上述对于计算机可读存存储介质及计算机设备的限定可以参见上文中对于方法的具体限定，在此不再赘述。

需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该程序可存储于一计算机可读取存储介质中；上述的程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，上述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，简称rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，简称ram)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。