一种用于配电网馈线的等效系统谐波阻抗的测量方法_2

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[0085] 有益效果:与现有技术相比,本发明实施例具有以下有益效果:该方法针对变电站 的馈线,能够准确计算出测试馈线的等效系统谐波阻抗值。传统的谐波阻抗测算方法多为 方程的回归算法,需要对数据进行迭代计算,计算量大,同时需要测试谐波的相角数据,而 实际中谐波测试很少测试相角数据,传统的方法不适用于工程实际。本实施例的方法,利用 工程实测馈线的谐波电压和谐波电流数据准确测算出谐波阻抗值,方法简单有效,运算量 小,同时具有实时性,适用于工程实际。
【附图说明】
[0086]图1为本发明实施例的流程图;
[0087] 图2为本发明实施例中谐波监测装置配置位置示意图。
【具体实施方式】
[0088] 下面结合实例和附图,对本发明实施例的技术方案做进一步的说明。
[0089] 如图1所示,本发明实施例提供一种用于配电网馈线的等效系统谐波阻抗的测量 方法,该方法包括以下步骤:
[0090] 步骤10)获取谐波测试数据,形成谐波数据组群;
[0091] 步骤20)进行数据预处理:对所述步骤10)获取的谐波测试数据进行数据预处理, 得到谐波差值数据;
[0092] 步骤30)筛选谐波数据:基于所述步骤20)的谐波差值数据,利用奈尔检验法筛选 出样本数据组;
[0093] 步骤40)测算等效系统谐波阻抗:通过样本数据中标准化系数的商,删除谐波电压 差值数据中的异常数据,利用保留的谐波电压差值数据计算等效系统谐波阻抗。
[0094] 在上述测量方法中,所述的步骤10)具体包括:利用谐波监测装置,采集PCC点(对 应英文全称:Point of Common Coupling;中文为:公共连接点)在测试时间段内不同测试 时间点的谐波电压和谐波电流两个谐波测试数据,并将同一测试时间点的谐波测试数据集 合,形成一谐波数据组;集合各谐波数据组,形成如下式所示的谐波数据组群:
[0095] UPcc-h(l),IPcc-h(l)
[0096] UPcc-h(2),IPcc-h(2)
[0097] .
[0098] .
[0099] ·
[0100] Upcc-h(m), Ipcc-h(m)
[0101 ]式中,Upcc-h表示谐波电压;Ipcc-h表示谐波电流;m表示谐波数据组数,U pcc-h(l)表示 第一个谐波数据组中的谐波电压,IPCC-h(l)表示第一个谐波数据组中的谐波电流,Upcc- h(2) 表示第二个谐波数据组中的谐波电压,IPCC-h(2)表示第二个谐波数据组中的谐波电流, Upcc-h(m)表示第m个谐波数据组中的谐波电压,Ipcc;- h(m)表示第m个谐波数据组中的谐波电 流。
[0102]作为优选方案,所述的步骤20)具体包括:
[0103 ]步骤201)对步骤10)获取的m组谐波数据,将在设定时间段内采集的谐波电压和谐 波电流分别取平均值,得到η组谐波数据平均值,如下式所示:
[0104]
[0105]
[0106]
[0107]
[0108]
[0109] - -* -h \ / ' - η \ /
[0110] 式中,表示设定时间段内谐波电压平均值,表示设定时间段内谐波电 流平均值;η表示设定时间段的段数,表示在第一个设定时间段内谐波电压平均值, (1)表示在第一个设定时间段内谐波电流平均值,(2)表示在第二个设定时间段 内谐波电压平均值,表示在第二个设定时间段内谐波电流平均值,%"_Λ㈨表示在 第η个设定时间段内谐波电压平均值,表示在第η个设定时间段内谐波电流平均值。 作为优选,所述的步骤201)中设定时间段为1小时。
[0111]步骤202)对步骤201)获得的η组谐波数据平均值,按下式进行做差值处理,获得η-1组谐波差值数据:
[0112]
[0113]
[0114] 式中,AUpcc-h(k)表示第k组谐波电压差值,Δ Ipcc_h(k)表示第k组谐波电流差值, 巧^认+ 1)表示在第k+Ι个设定时间段内谐波电压平均值,味+ 1)表示在第k+Ι个设 定时间段内谐波电流平均值,⑷表示在第k个设定时间段内谐波电压平均值, /_Λ,表示在第k个设定时间段内谐波电流平均值;
[0115] 经过差值处理后,n-1组谐波差值数据如下式所示:
[0116] AUPcc-h(l), Δ Ipcc-h(l)
[0117] AUPcc-h(2), Δ Ipcc-h(2)
[0118] ·
[0119] ·
[0120] ·
[0121] Δ Up。。-h(n-l),Δ Ipcc-h(n-l)
[0122] 式中,AUpcc-h(l)表示第1组谐波电压差值,A Ipcc_h(l)表示第1组谐波电流差值, AUpcc;-h(2)表示第2组谐波电压差值,Δ Ipcc-h(2)表示第2组谐波电流差值,AUpcc-h(n-l)表 示第n-1组谐波电压差值,Δ Ipcc-h(n-l)表示第n-1组谐波电流差值。
[0123] 作为优选方案,所述的步骤30)具体包括:对步骤20)预处理后的n-1组谐波差值数 据按下式进行奈尔检测,筛选出谐波电流差值较大的数据组:
[0124]
[0125]
[0126]
[0127] ? ~ ζ ?ΞΓ' 1
[0128] 式中,Μ表示n-1组谐波差值数据中所有AUpcc-h的平均值,μ:表示n-1组谐波差值 数据中所有Δ Ipc;c;-h的平均值;〇21]表不Δ υΡα-h的方差,〇2〗表不Δ Ipcx;-h的方差;
[0129] 对n-1组Δ Up。-和Δ Ipc;c;-h按下式计算出各个数据的标准化系数:
[0130]
[0131]
[0132] 式中,&(k)表示第k组Δ UPCC-h的标准化系数,iMk)表示第k组Δ Ipcc-h的标准化系 数,συ表示Δ Upc^-h的标准差,σ:表示Δ Ipc;c;-h的标准差;
[0133] 对于满足下式的&(1〇,筛选出该组AlW-h和AIpcc_ h为样本数据组,设筛选后的样 本数据组数为P组;
[0134] Pi(k) | > a,k=l ,2···η-1
[0135] 式中,a表示奈尔系数。作为优选,a等于1。
[0136] 作为优选方案,所述的步骤40)具体包括:
[0137]步骤401)对筛选出的p组样本数据组,按下式进行谐波阻抗计算:
[0138]
[0139] 式中,Zpcc-hU')表示p组样本数据组中第V组样本数据组的谐波阻抗,AUpcc- h (V )表示p组样本数据组中第V组样本数据组的谐波电压差值,△ IpthU')表示p组样本数 据组中第V组样本数据组的谐波电流差值;
[0140]步骤402)对筛选出的p组样本数据组的^和扮按下式计算:
[0141]
[0142] 其中,iKV )表示谐波导纳标准化系数;
[0143] 将上述ZPCC-hG^ )和iKV )合并,表示为ρ组数据:
[0144] ΖΡ〇〇-Η(1),β(1)
[0145] ZPcc-h(2),0(2)
[0146] ·
[0147] ·
[0148] ·
[0149] Zpcc-h(p) ,β(ρ)
[0150] 步骤403)删除样本数据组中谐波电压差值异常数据:
[0151]对于p个),若)为正值的个数大于或等于iHV )为负值的个数,则保留β (V )为正值的该组数据;若)为正值的个数小于)为负值的个数,则保留)为负 值的该组数据;最终保留组数为q组;
[0152]步骤404)利用步骤403)保留的q组数据,计算馈线的等效系统谐波阻抗:
[0153 ]对q组数据中的每一组数据,计算系数λ:
[0154] A(k")=Zpcc-h(k")X0(k"),k" = 1,2···ρ
[0155] 其中,A(k〃)表示q组数据中的第k 〃组数据系数,Zpcc-h(k")表示q组数据中的第k"组 数据的谐波阻抗,iKk")表示q组数据中的第k"组数据的谐波导纳标准化系数;
[0156] 将系数A(k〃)插入到每一组中,该数据组表示为:
[0157] ΖΡ〇〇-Η(1),β(1),λ(1)
[0158] ZPcc-h(2),0(2),A(2)
[0159] ·
[0160] ·
[0161] ·
[0162] Zpcc-h(q) ,P(q) ^(q)
[0163] 等效系统谐波阻抗Zs-h为:
[0164]
ivtd
[0165] 其中,人_根据下式计算,^id为q个β(1?")的中位数;
[0166]
[0167] 本发明实施例的测量方法,基于谐波监测数据,利用奈尔检验法选择出电流波动 量较大的数据组,通过计算谐波电流与谐波电压的标准化系数的比值,删除电压波动异常 的数组。本发明实施例提出标准化系数的比值与等效系统谐波阻抗值成反比关系,利用这 一关系确定等效系统谐波阻抗值。现有技术中,对于谐波阻抗计算大都集中在变电站低压 测,不涉及到变电站的馈线层面。本实施例的方法可计算某条馈线的等效系统谐波阻抗值。 这对于该条馈线的谐波分析,如谐波发射水平计算、谐波责任划分、谐波污染溯源等,具有 重要指导意义。本实施例的方法的应用使得谐波分析从变压器低压侧扩展到更靠近谐波污 染源头的各条馈线。这为工程人员寻找谐波源,分析谐波传播和谐波治理提供帮助。
[0168] 下面例举一具体实施例。
[0169] 以某变电站10kV母线为例,在母线下的某条馈线配置谐波监测装置进行谐波数据 测量,谐波监测装置的配置如图2。图中变压器下的10kV母线接有
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