電力系統(tǒng)的諧波定量測量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)諧波定量測量方法，對電力系統(tǒng)電流電壓信息，依時間順序、同步等時間間隔跟隨諧波三維方向，即諧波幅值、頻率隨時間動態(tài)變化特征，測出各次諧波幅值、頻率、時間三維參數(shù)和三維曲線，測出三維跟隨的各次諧波幅值時間曲線和數(shù)據(jù)、各次諧波頗率時間曲線和數(shù)據(jù)、各次諧波幅頻特性曲線和數(shù)據(jù)，定量的測出電力系統(tǒng)諧波特性和數(shù)據(jù)。精確測量電網(wǎng)的諧波阻抗和諧波共振放大特性。
【專利說明】電力系統(tǒng)的諧波定量測量方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測量電氣設(shè)備和電網(wǎng)諧波的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]電氣設(shè)備和電網(wǎng)諧波簡稱電力系統(tǒng)諧波，電力系統(tǒng)諧波是工頻為50赫茲為基波的高次諧波。已有的一種定量測量電力系統(tǒng)諧波的方法是連續(xù)記錄電力系統(tǒng)電流電壓信息，應(yīng)用微機等間隔地進行付立葉分析，給出按照50赫茲基波整倍數(shù)標(biāo)注的各次諧波幅值的時間曲線分析結(jié)果，對諧波分析結(jié)果中的某時間段的數(shù)據(jù)進行數(shù)學(xué)統(tǒng)計，給出諧波統(tǒng)計參數(shù)，以注入系統(tǒng)的諧波電流作為系統(tǒng)輸入，以系統(tǒng)的諧波電壓作為系統(tǒng)的輸出，作傳遞函數(shù)運算，測量系統(tǒng)的諧波阻抗。
[0003]當(dāng)電力系統(tǒng)諧波是穩(wěn)定或是隨時間變化不大時，付立葉分析能夠跟隨其隨時間變化，取得電力系統(tǒng)諧波特性和數(shù)據(jù)，測量結(jié)果是準(zhǔn)確的，這種測量方法叫做諧波二維測量方法。
[0004]但諧波二維測量方法的不足之處是對于動態(tài)諧波測量的結(jié)果不夠準(zhǔn)確，而現(xiàn)實中，電力系統(tǒng)的大部分諧波是動態(tài)諧波。動態(tài)諧波隨時間變化大，并且當(dāng)測量動態(tài)諧波時，一些動態(tài)諧波的頻率也隨著時間發(fā)生變化，諧波次數(shù)越高頻率變化越大。諧波二維測量方法不能跟隨諧波變化，所以，造成了測量結(jié)果的不準(zhǔn)確現(xiàn)象。
[0005]諧波二維測量方法的另一個不足之處是對諧波分析結(jié)果的某時間段的數(shù)據(jù)進行數(shù)學(xué)統(tǒng)計時，由于測量的不準(zhǔn)確，又由于所述的時間段并不全是電力系統(tǒng)諧波產(chǎn)生的全過程，所以，統(tǒng)計數(shù)據(jù)反映不了電力系統(tǒng)諧波的全部特性和數(shù)據(jù)。
[0006]諧波二維測量方法的不足之處還在于測量系統(tǒng)諧波阻抗沒有測量計算系統(tǒng)諧波放大特性和系統(tǒng)諧波共振頻率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的不足，實現(xiàn)電力系統(tǒng)動態(tài)諧波的三維跟隨測量。根據(jù)本發(fā)明的理論和實踐，動態(tài)諧波具有三維向量特性，即幅值、頻率和時間三個維度。本發(fā)明按著諧波的幅值、頻率、時間三維方向測量，可以準(zhǔn)確的、定量的取得電力系統(tǒng)動態(tài)諧波的特性和數(shù)據(jù)。這就稱作電力系統(tǒng)動態(tài)諧波三維跟隨測量，也稱作電力系統(tǒng)諧波定量測量。
[0008]本發(fā)明的目的還在于:對諧波分析結(jié)果都標(biāo)注有確切的時間長度。這是諧波定量測量的基本要求。
[0009]本發(fā)明的目的還在于通過測量系統(tǒng)諧波阻抗取得系統(tǒng)諧波共振頻率及諧波吸收頻率及系統(tǒng)對各次諧波電流的放大系數(shù)。
[0010]本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達到:
[0011]對電力系統(tǒng)的電流電壓信息進行諧波分析，并給出諧波分析結(jié)果是依照時間順序、同步等間隔地跟隨諧波三維方向動態(tài)變化特征，不僅要跟隨諧波幅值隨時間的變化，而且也跟隨諧波頻率隨時間的變化，進行付立葉分析，頻率發(fā)生變化時，各次諧波也是按照基波的整倍數(shù)計算的，測出各次諧波幅值、頻率(次數(shù))、時間三維參數(shù)，取得電力系統(tǒng)諧波特性和數(shù)據(jù)，并進行顯示或打印。
[0012]對測出的各次諧波幅值、頻率(次數(shù))、時間三維參數(shù)技照三維即通稱的3D圖示法，在諧波幅值——諧波頻率——時間三維坐標(biāo)圖中，依時間順序連接各次諧波三維參數(shù)，在屏幕上顯示諧波動態(tài)變化特征和數(shù)據(jù)的各次諧波的連續(xù)的光滑的三維曲線，或打印在圖紙上。
[0013]三維坐標(biāo)圖是屏幕或圖紙上的3D圖，三坐標(biāo)軸的空間排列根據(jù)需要確定，常用的排列是:水平X軸是諧波次數(shù)(頻率)，垂直軸Y是諧波幅值，垂直于XY軸的Z軸是時間。
[0014]把測出各次諧波幅值、頻率、時間的三維參數(shù)，即把三維跟隨測量結(jié)果顯示在二維坐標(biāo)圖上、以二維坐標(biāo)圖顯示諧波動態(tài)變化特征和數(shù)據(jù)。實際上就是三維坐標(biāo)圖曲線在三個二維坐標(biāo)圖的投影曲線，從二維坐標(biāo)圖方向觀察相應(yīng)參數(shù)的動態(tài)變化。
[0015]在諧波幅值一時間坐標(biāo)圖上，依時間順序把各次諧波的幅值時間參數(shù)連線，給出諧波幅值隨時間變化特征的各次諧波幅值一時間曲線和數(shù)據(jù)，在諧波曲線標(biāo)注諧波次數(shù)，可以直接的三維方向跟隨各次諧波幅值，而不論諧波的具體頻率是多少，給出三維方向跟隨諧波幅值時間曲線。在諧波幅值一諧波頻率坐標(biāo)圖，把各次諧波的幅值頻率參數(shù)連線，給出顯示三維方向諧波幅值頻率隨時間變化特征的各次諧波幅值一頻率圖和數(shù)據(jù)，在圖中標(biāo)注所顯不諧波幅值頻率圖對應(yīng)的時間。
[0016]關(guān)于同步等時間間隔:
[0017]同步等時間間隔大小的選擇方法，是在三維坐標(biāo)方向同步跟隨諧波幅值和頻率隨時間變化特征，其具體作法是:在屏幕上觀察快速變化的電力系統(tǒng)諧波三維曲線，在諧波幅值和頻率三維坐標(biāo)方向，能夠跟隨各次諧波幅值隨時間變化量，也能夠同步地跟隨瀕率隨時間的增減量，給出各次諧波的連續(xù)的光滑的三維曲線。
[0018]對具有諧波幅值頻率隨時間快速變化特征的電力系統(tǒng)諧波，跟隨各次諧波頻率隨時間的增減量，是以基波頻率計算的，大于等于0.1赫芝，同步等時間間隔小于等于0.1秒。
[0019]依時間順序在三維坐標(biāo)方向同步等時間間隔是在三維坐標(biāo)空間及時間順序上同步地跟隨諧波幅值諧波頗率的變化，諧波頻率變化與諧波幅值動態(tài)變化速度有關(guān)，并由于付立葉分析計算的頻率分辨率，諧波頻率與諧波幅值的變化并不一致，按此特征在屏幕上觀察快速變化的電力諧波的三維曲線，調(diào)整同步等時間間隔，在諧波幅值和頻率三維方向能夠跟隨各次諧波幅值的變化，也能夠跟隨各次諧波頻率的變化，給出各次諧波的連續(xù)的光滑的三維曲線。
[0020]關(guān)于諧波標(biāo)注的時間長度:
[0021]同步等間隔地進行付立葉分析給出的諧波分析結(jié)果具有確切的時間長度的，時間長度的符號是/TFT，時間長度的確定方法是:以電力系統(tǒng)流通動態(tài)諧波的時間過程確定時間長度；以電氣設(shè)備的諧波特性所標(biāo)定的時間長度，即電氣設(shè)備運行過程發(fā)生動態(tài)諧波的持續(xù)時間確定時間長度。
[0022]把取得電力系統(tǒng)諧波特性和數(shù)據(jù)，即把時間長度是/TFT的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電工計量單位計量的諧波時間域和諧波頻率域特性和數(shù)據(jù):各次諧波及諧波總值的有效值/TFT ;諧波最大值/TFT ;最大值次數(shù)/TFT ;最大值密度/TFT ;各次諧波及諧波總值在/TFT時間段內(nèi)達到指定值的持續(xù)時間；非特征諧波在/TFT時間段內(nèi)時頻域特性和數(shù)據(jù)；擬合理論時間函數(shù)、曲線和計算系數(shù)JTFT ;電力系統(tǒng)諧波共振頻率；諧波頻率曲線的統(tǒng)計數(shù)據(jù)/TFT ;最大頻偏/FFT ;頻偏持續(xù)時間/TFT ;系統(tǒng)傳遞函數(shù)運算取得的時間域頻率域參數(shù)值JTFT ;系統(tǒng)對各次諧波的放大系數(shù)；3D和3D-2D時間域頻率域的參數(shù)/TFT和曲線/TFT。
[0023]關(guān)于以注入系統(tǒng)的諧波電流作為系統(tǒng)輸入，以系統(tǒng)的諧波電壓作為系統(tǒng)的輸出，對電流電壓雙信息付立葉分析，作傳遞函數(shù)運算，測量系統(tǒng)的諧波阻杭，本發(fā)明同樣是按照電力系統(tǒng)動態(tài)諧波三維跟隨測量的方法，對電流電壓雙信息進行付立葉分析，取得系統(tǒng)諧波阻抗三維曲線和數(shù)據(jù)及顯示三維方向跟隨的二維曲線和數(shù)據(jù)，依據(jù)測得的系統(tǒng)各次諧波阻抗值作系統(tǒng)等效電路圖，按常規(guī)電路計算的方法計算:
[0024]a.按照取得的諧波阻抗的幅值頻率圖的包絡(luò)線圖等，取得諧波阻抗幅頻圖最大阻抗位置對應(yīng)的頻率，即電網(wǎng)的諧波共振頻率，取得電網(wǎng)諧波吸收頻率，即諧波阻抗幅頻圖最小阻抗位置對應(yīng)的頻率；
[0025]b.按照系統(tǒng)諧波總阻抗及各次諧波阻抗，取得電網(wǎng)對各次諧波電流的放大系數(shù)。利用電氣設(shè)備產(chǎn)生的諧間波測量系統(tǒng)諧波阻抗、以提高測量密度和精度，
[0026]有益效果
[0027]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點:
[0028]本發(fā)明的基礎(chǔ)是長期的諧波實踐理論和遵循的諧波規(guī)律，實現(xiàn)定量測量電力系統(tǒng)的諧波特性；實現(xiàn)以普通電工計量單位定量的表達電力系統(tǒng)諧波特性；實現(xiàn)定量、準(zhǔn)確、直觀的對電力系統(tǒng)諧波測量的分析管理和防治。本發(fā)明依時間順序、同步等時間間隔跟隨諧波三維方向動態(tài)變化特征，測出各次諧波幅值、頻率、時間三維參數(shù)，不論諧波幅值頻率隨時間如何變化都能準(zhǔn)確定量的取得電力系統(tǒng)諧波特性和數(shù)據(jù)。直觀準(zhǔn)確的顯示諧波動態(tài)變化特征和數(shù)據(jù)的各次諧波的連續(xù)的光滑的三維曲線。以二維坐標(biāo)圖顯示三維方向跟隨諧波幅值及諧波頻率隨時間變化特征的各次諧波時間曲線和數(shù)據(jù)。直觀準(zhǔn)確的觀測幅值、頻率時間關(guān)系和幅頻時間關(guān)系并取得定量數(shù)據(jù)。把時間長度是/TFT的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電工計量單位計量的諧波時間域和諧波頻率域特性和數(shù)據(jù)，實現(xiàn)諧波管理防治的數(shù)據(jù)需要。測量系統(tǒng)的諧波阻杭取得電力系統(tǒng)諧波阻杭三維曲線和數(shù)據(jù)及顯示三維方向跟隨的二維曲線和數(shù)據(jù)；利用電氣設(shè)備產(chǎn)生的諧間波測量系統(tǒng)諧波阻抗提高精度。取得電網(wǎng)的諧波共振頻率、諧波吸收頻率、對各次諧波電流的放大系數(shù)以精確的調(diào)整系統(tǒng)諧波電流流量流向。
具體實施例:
[0029]實例1:
[0030]用電力系統(tǒng)動態(tài)諧波三維跟隨測量方法測量諧波源電氣設(shè)備的諧波特性，也就是諧波電流特性；電氣設(shè)備的諧波電流注入電網(wǎng)，也要測量電網(wǎng)諧波阻抗和諧波放大特性，導(dǎo)引管理工廠防治諧波危害。
[0031]A定量測量電氣設(shè)備諧波特性:
[0032]實例是測量軋機、電力機車、提升機的變流器的諧波特性。其他的諧波源電氣設(shè)備可參考本例的方法步驟。
[0033]a確定電氣設(shè)備運行過程發(fā)生動態(tài)諧波的持續(xù)時間/TFT:
[0034]本發(fā)明給出的諧波分析結(jié)果是具有確切的時間長度的，對諧波數(shù)據(jù)和諧波曲線標(biāo)注確切的時間長度。時間長度的確定方法，對于電氣設(shè)備，是以電氣設(shè)備的諧波特性所標(biāo)定的時間長度，即以電氣設(shè)備運行過程發(fā)生動態(tài)諧波的持續(xù)時間來確定時間長度。
[0035]變流器設(shè)備的動態(tài)諧波的持續(xù)時間是加速度過程，是直流電壓由最小調(diào)到最大過程的時間，制造廠給出的的諧波特性是加速段的。加速段動態(tài)諧波幅值大、變化速度快、頻譜豐富。我們所分析測量的是/TFT段，測量的時間段大于小于/TFT都不能定量測量出該設(shè)備的諧波特性和數(shù)據(jù)。有些設(shè)備的動態(tài)諧波過程的各次諧波電流可以用時間函數(shù)描述，可以以實測數(shù)據(jù)擬合理論曲線。
[0036]當(dāng)然可以以任何時間段作為時間段長度/TFT，用本發(fā)明的測量方法測量，測量結(jié)果是該時間段的諧波定量測量，例如測量等速段諧波、減速段諧波。
[0037]b對變流器持續(xù)時間/TFT的電流信息，同步等時間間隔跟隨諧波三維方向動態(tài)變化特征，測量取得變流器諧波特性和數(shù)據(jù):
[0038]依時間順序、同步等時間間隔跟隨諧波三維方向動態(tài)變化特征，即跟隨諧波幅值隨時間變化和諧波頻率隨時間變化特征，不僅要跟隨諧波幅值的變化，而且也跟隨諧波頻率的變化。進行付立葉分析，
[0039]三維測量仍然是常規(guī)的付立葉分析，不是以供電的基波50赫茲為準(zhǔn)的諧波，而是對付立葉分析給出的基波頻率進行頻率計算測量，頻率的變化服從諧波規(guī)律，各次諧波按照基波的整倍數(shù)計算，基波頻率變化量增加0.4赫茲，則20次諧波頻率增加量就是8赫茲。頻率測量計算的方法是常規(guī)方法，一種實用簡單快速的方法是測量分析給出的基波周期波形過零點的時間算出頗率。再則是由于頻率變化實際與諧波幅值隨時間變化有關(guān)，頻率變化有增有減，每次付立葉分析都要求出頻率值。一些過程可以看到速度變化時諧波電流頻率也在變化的現(xiàn)象，諧波次數(shù)越高頻率偏離越大。測出各次諧波福值、頻率(次數(shù))、時間三維參數(shù)，取得變流器諧波特性和數(shù)據(jù)。
[0040]c對測出的各次諧波幅值、頻率(次數(shù))、時間三維參數(shù)按照三維即通稱的3D圖示法，在諧波福值——諧波頻率——時間三維坐標(biāo)圖中，依時間順序連接各次諧波三維參數(shù)，在屏幕上顯示諧波動態(tài)變化特征和數(shù)據(jù)的各次諧波的連續(xù)的光滑的三維曲線，或打印在圖紙上。
[0041]各次諧波三維曲線反映了實際的諧波幅值隨時間的變化和頻率的復(fù)雜的偏移，三維曲線是動態(tài)諧波動態(tài)運行過程的再現(xiàn)。
[0042]三維坐標(biāo)圖是屏幕或圖紙上的3D圖，三坐標(biāo)軸的空間排列根據(jù)需要確定，常用的排列是水平X軸是諧波次數(shù)(頻率)，垂直軸Y是諧波幅值，垂直于XY軸的Z軸是時間。以二維坐標(biāo)圖顯示三維跟隨測量結(jié)果，實際上就是三維坐標(biāo)圖曲線在三個二維坐標(biāo)圖的投影曲線，從二維坐標(biāo)圖方向觀察相應(yīng)參數(shù)的動態(tài)變化。
[0043]把諧波三維曲線投影到諧波幅值——時間坐標(biāo)圖，顯示出在三維方向跟隨諧波幅值隨時間變化特征的各次諧波幅值一一時間曲線和數(shù)據(jù)。投影的方法實際就是在諧波幅值——時間坐標(biāo)圖，依時間順序把三維測量的各次諧波的幅值時間參數(shù)連線。三維曲線投影到二維平面坐標(biāo)，二維坐標(biāo)圖曲線和數(shù)據(jù)來自三維跟隨測量，幅值時間曲線不僅是跟隨幅值隨時間的變化，而且當(dāng)諧波頻率變化時。仍然跟隨諧波幅值，諧波次數(shù)越高越顯著。在顯示曲線時要在曲線上標(biāo)注諧波次數(shù)。
[0044]把諧波三維曲線投影到諧波幅值一諧波頻率坐標(biāo)圖，顯示出在三維方向諧波福值瀕率隨時間變化特征的各次諧波幅值一頻率曲線和數(shù)據(jù)。這與二維測量繪制二維曲線有本質(zhì)的不同，二維測量當(dāng)瀕率發(fā)生改變時，諧波幅值曲線發(fā)生畸變，諧波次數(shù)越高頻偏越大畸變越嚴(yán)重。
[0045]以二維坐標(biāo)圖表達動態(tài)諧波三維跟隨測量是本發(fā)明諧波定量測量基礎(chǔ)之一。
[0046]為了加快諧波分析的速度，可以直接以三維方向跟隨各次諧波幅值而不論諧波的具體頻率是多少，給出三維方向跟隨諧波幅值——時間曲線；可以直接以三維方向跟隨各次諧波頻率，而不論諧波的具體幅值是多少，給出三維方向跟隨諧波頻率時間曲線。
[0047]d同步等時間間隔的確定:
[0048]同步等時間間隔，其大小的選擇方法是在三維坐標(biāo)方向能夠同步跟隨諧波幅值和頻率隨時間變化特征，其具體作法是:在屏幕上觀察快速變化的電力系統(tǒng)諧波三維曲線，在諧波幅值和頻率三維坐標(biāo)方向，能夠跟隨各次諧波幅值隨時間變化量，也能夠同步地跟隨頻率隨時間的增減量，給出各次諧波的連續(xù)的光滑的三維曲線。
[0049]依時間順序在三維坐標(biāo)方向，同步等時間間隔是說明在三維坐標(biāo)的空間及時間順序上同步地跟隨諧波幅值及諧波頻率的變化，三維同步等時間間隔跟隨測量。諧波幅值隨時間連續(xù)的變化，諧波頻率變化與諧波幅值動態(tài)變化速度有關(guān)，并由于付立葉分析計算的頻率分辨率，諧波頻率與諧波幅值的變化并不一致，具體的作法是按此特征在屏幕上觀察快速變化的電力諧波的三維曲線，調(diào)整同步等時間間隔，在諧波幅值和頻率三維方向能夠跟隨各次諧波幅值的變化，也能夠跟隨各次諧波瀕率的變化，給出各次諧波的連續(xù)的光滑的三維曲線。
[0050]從電力系統(tǒng)的負荷電流的大小和變化速度是找不到動態(tài)諧波變化特征的，有的電氣設(shè)備的負荷電流穩(wěn)定不變，其各次諧波幅值頻率隨時間復(fù)雜變化，所以要實際測量取得同步等時間間隔，選擇多種有復(fù)雜變化諧波的電氣設(shè)備，以不同的同步等時間間隔進行付立葉分析多次測量。
[0051]綜合起來是，對具有諧波幅值頻率隨時間快速變化特征的電力系統(tǒng)諧波，在跟隨頻率變化時，頻率的增減量以基波頻率的增減量是大于等于0.1赫茲。同步等時間間隔是小于等于0.1秒。
[0052]e把時間長度是/TFT的諧波數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為電工計量單位的諧波時間域頻率域特性參數(shù)。本發(fā)明把隨時間復(fù)雜變化的諧波曲線及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為普通電工量。
[0053]轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)是:電力系統(tǒng)動態(tài)諧波三維跟隨測量取得電力系統(tǒng)諧波的定量數(shù)據(jù)，全面的反映諧波特性和數(shù)據(jù)；正如以銘牌上的若干數(shù)據(jù)定量的標(biāo)明電動機的特性一樣，本發(fā)明也是以若干數(shù)據(jù)定量的標(biāo)明電力系統(tǒng)諧波特性:
[0054]各次諧波及諧波總值的有效值/TFT ;諧波最大值/TFT ;最大值次數(shù)/TFT ;最大值密度/TFT ;各次諧波及諧波總值在/TFT時間段內(nèi)達到指定值的持續(xù)時間；非特征諧波在/TFT時間段內(nèi)時頻域特性和數(shù)據(jù)；擬合理論時間函數(shù)、曲線和計算系數(shù)/TFT ;電力系統(tǒng)諧波共振頻率；諧波頻率曲線的統(tǒng)計數(shù)據(jù)/TFT ;最大頻偏/TFT ;頻偏持續(xù)時間/TFT ;系統(tǒng)傳遞函數(shù)運算取得的時間域頻率域參數(shù)值/TFT ;系統(tǒng)對各次諧波的放大系數(shù)；3D和3D-2D時間域頻率域的參數(shù)/TFT和曲線/TFT。
[0055]B精確測量由諧波源視向電網(wǎng)的諧波阻抗特性:
[0056]諧波源視向電網(wǎng)的諧波阻杭特性也就是視向系統(tǒng)的諧彼阻抗特性。
[0057]利用變流器注入電網(wǎng)的諧波電流/TFT及該電流在電網(wǎng)的諧波電壓降/TFT雙信息作付立葉分析，同樣是用電力系統(tǒng)動態(tài)諧波三維跟隨測量的方法。仍然是用對變流器的諧波測量時的同步等時間間隔，作傳遞函數(shù)運算給出系統(tǒng)諧波阻抗特性。在屏幕上顯示阻抗幅頻圖等曲線的組合。
[0058]由于測量時已經(jīng)把母線上的電容性設(shè)備停運，所以諧波阻抗隨頻率直線升高。
[0059]對電流電壓雙信息付立葉分析與上述的單信息分析是一樣的，取得系統(tǒng)諧波阻抗三維曲線和數(shù)據(jù)及二維曲線和數(shù)據(jù)，依據(jù)測得的系統(tǒng)各次諧波阻抗值作系統(tǒng)等效電路圖，按常規(guī)電路計算的方法計算:
[0060]a按照取得的諧波阻抗的幅值頻率圖的包絡(luò)線圖等，取得諧波阻抗幅頻圖最大阻抗位置對應(yīng)的頻率，即電網(wǎng)的諧波共振頻率，取得電網(wǎng)諧波吸收頻率，即諧波阻擾幅頻圖最小阻抗位置對應(yīng)的頻率；
[0061]b按照系統(tǒng)諧波總阻抗及各次諧波阻抗，取得電網(wǎng)對各次諧波電流的放大系數(shù)。
[0062]利用電氣設(shè)備產(chǎn)生的諧間波測量系統(tǒng)諧波阻抗。這是由于以注入的諧波電流測量諧波阻抗，各次諧波阻抗間的步長是50赫茲，必需利用各次諧波之間的波進行測量，以提高測量密度和精度，電氣設(shè)備的諧間波并不一致，測量時取有較大值的諧間波，按照電力系統(tǒng)動態(tài)諧波三維跟隨測量的方法取得諧間波阻擾。有諧間波的諧波阻抗包絡(luò)線更光滑。
[0063]系統(tǒng)各次諧波阻抗幅值——時間曲線、頻率——時間曲線幅頻圖和數(shù)據(jù)都是由三維曲線取得的。系統(tǒng)的諧波阻抗時間曲線反映系統(tǒng)諧波特性的動態(tài)變化。
[0064]C作電網(wǎng)濾波模擬電路圖:
[0065]根據(jù)測得的諧波源諧波電流，諧波源無功功率，電網(wǎng)諧波阻抗和計算的濾波器參數(shù)作出電網(wǎng)模擬電路圖。在電路圖的諧波阻抗幅頻圖上可以看到最大阻抗、最小阻抗值和對應(yīng)位置的頻率。
[0066]D濾波調(diào)試:
[0067]a濾波投入到電網(wǎng)后、按照上述B的方法測量系統(tǒng)諧波阻抗特性，對照濾波模擬電路圖調(diào)試直到實際的曲線和數(shù)據(jù)接近模擬曲線和數(shù)據(jù)，實際的電網(wǎng)各次諧波的頻率間是間斷的，按包絡(luò)線連線和阻杭圖求出最大阻抗對應(yīng)的瀕率是系統(tǒng)共振頻率，調(diào)試避開諧波瀕率。
[0068]b在測量諧波源時了解到諧間波的有無和大小，只有當(dāng)諧間波電流達到足夠大時才能利用，這要反復(fù)試驗。
[0069]c電網(wǎng)的總阻抗和各次諧波阻抗求得各次諧波電流放大系數(shù)。用三個輸入端分別連接諧波源、濾波電路和供電點的電流互感器同步測量諧波電流了解濾波效果。
[0070]實例2:
[0071]定量測量鋼廠注入供電系統(tǒng)的諧波電流。在實施例1述說過的不重復(fù)。
[0072]用電力系統(tǒng)動態(tài)諧波三維跟隨測量方法測量，可以直接以三維方向跟隨各次諧波幅值而不論諧波的具體頻率是多少，給出三維方向跟隨諧波幅值時間曲線。
[0073]A電力系統(tǒng)流通動態(tài)諧波的時間過程確定時間長度。鋼廠軋機每軋壓一次/TFT和軋機每軋壓一周期/TFT ;超過/TFT，或是不足/TFT的測量纂只是定性測量。
[0074]B用電力系統(tǒng)動態(tài)諧波三維跟隨測量方法測量。是以在/TFT過程諧波電流的定量數(shù)據(jù)評估的，取得:諧波電流有效值/TFT，諧波電流最大值/TFT，最大值次數(shù)/TFT ;各次諧波電流幅值時間曲線，超過限制值的持續(xù)時間。
【權(quán)利要求】
1.一種電力系統(tǒng)的諧波定量測量方法，連續(xù)記錄電力系統(tǒng)電流電壓信息，應(yīng)用微機等間隔地進行付立葉分析，給出諧波分析結(jié)果，對諧波分析結(jié)果中的某時間段的數(shù)據(jù)進行數(shù)學(xué)統(tǒng)計，給出諧波統(tǒng)計參數(shù)，以注入系統(tǒng)的諧波電流作為系統(tǒng)輸入，以系統(tǒng)的諧波電壓作為系統(tǒng)的輸出，作傳遞函數(shù)運算，測量系統(tǒng)的諧波阻抗，其特征是所述的等間隔地進行付立葉分析，給出諧波分析結(jié)果，是依時間順序、同步等時間間隔跟隨諧波三維方向動態(tài)變化特征，即跟隨諧波幅值隨時間變化和諧波頻率隨時間變化特征，進行付立葉分析，測出各次諧波幅值、頻率、時間三維參數(shù)，取得電力系統(tǒng)諧波特性和數(shù)據(jù)，進行顯示和打印。
2.按照權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)的諧波定量測量方法，其特征是所述的測出的各次諧波幅值、頻率、時間三維參數(shù)，取得電力系統(tǒng)諧波特性和數(shù)據(jù)，進行顯示和打印，是按照三維即3D圖示法，在諧波幅值——諧波頻率——時間三維坐標(biāo)圖中，依時間順序連接各次諧波三維參數(shù)，在屏幕上顯示諧波動態(tài)變化特征和數(shù)據(jù)的各次諧波的連續(xù)的光渭的三維曲線，或打印在圖紙上。
3.按照權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)的諧波定量測量方法，其特征是所述的把測出各次諧波幅值、頻率時間三維參數(shù)，取得電力系統(tǒng)諧波特性和數(shù)據(jù)，進行顯示和打印，是以投影的方式顯示在二維坐標(biāo)圖、以二維坐標(biāo)圖顯示諧波動態(tài)變化特征和數(shù)據(jù)， A在諧波幅值一時間坐標(biāo)圖，依時間順序把各次諧波的幅值時間參數(shù)連線，給出顯示三維方向跟隨諧波幅值隨時間變化特征的各次諧波幅值——時間曲線和數(shù)據(jù)，在諧波曲線標(biāo)注諧波次數(shù)， B在諧波頒率-時間坐標(biāo)圖,依時間順序把各次諧波的頻率時間參數(shù)連線，給出顯示三維方向跟隨諧波頻率隨時間變化特征的各次諧波頻率——時間曲線和數(shù)據(jù)，在諧波曲線標(biāo)注諧波次數(shù)， C在諧波幅值——諧波頻率坐標(biāo)圖，把各次諧波的幅值頻率參數(shù)連線，給出顯示三維方向諧波幅值頻率隨時間變化特征的各次諧波幅值——頻率圖和數(shù)據(jù)，在圖中標(biāo)注所顯示諧波幅值頻率圖對應(yīng)的時間。
4.按照權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)的諧波定量測量方法，其特征是所述的同步等時間間隔，其大小的選擇方法是在三維坐標(biāo)方向能夠同步跟隨諧波幅值和頻率隨時間變化特征，其具體作法是:在屏幕上觀察快速變化的電力系統(tǒng)諧波三維曲線，在諧波幅值和頻率三維坐標(biāo)方向，能夠跟隨各次諧波幅值隨時間變化量，也能夠同步地跟隨頻率隨時間的增減量，給出各次諧波的連續(xù)的光滑的三維曲線。
5.按照權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)的諧波定量測量方法，其特征是所述的同步等時間間隔，對具有諧波幅值頻率隨時間快速變化特征的電力系統(tǒng)諧波，跟隨各次諧波頻率隨時間的增減量是以基波頻率計的，大于等于0.1赫芝，同步等時間間隔小于等于0.1秒。
6.按照權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)的諧波定量測量方法，其特征是所述的應(yīng)用微機等間隔地進行付立葉分析，給出的諧波分析結(jié)果是具有確切的時間長度的，時間長度的符號是/TFT，時間長度的確定方法是:以電力系統(tǒng)流通動態(tài)諧波的時間過程確定時間長度；以電氣設(shè)備的諧波特性所標(biāo)定的時間長度，即電氣設(shè)備運行過程發(fā)生動態(tài)諧波的持續(xù)時間確定時間長度。
7.按照權(quán)利要求1所述的電力系統(tǒng)的諧波定量測量方法，其特征是所述的取得電力系統(tǒng)諧波特性和數(shù)據(jù)，是把時間長度是/TFT的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電工計量單位計量的諧波時間域和諧波頻率域特性和數(shù)據(jù):各次諧波及諧波總值的有效值/TFT ;諧波最大值/TFT ;最大值次數(shù)/AFT ;最大值密度/TFT ;各次諧波及諧波總值在/TFT時間段內(nèi)達到指定值的持續(xù)時間；非特征諧波在/TFT時間段內(nèi)時頻域特性和數(shù)據(jù)；擬合理論時間函數(shù)、曲線和計算系數(shù)/TFT ;電力系統(tǒng)諧波共振頻率；諧波頻率曲線的統(tǒng)計數(shù)據(jù)/TFT ;最大頻偏/TFT ;頻偏持續(xù)時間/TF' T ;系統(tǒng)傳遞函數(shù)運算取得的時間域頻率域參數(shù)值/TFT ;系統(tǒng)對各次諧波的放大系數(shù)；3D和3D-2D時間域頻率域的參數(shù)/TFT和曲線/TFT。
8.按照權(quán)利要求7所述的電力系統(tǒng)的諧波定量測量方法，其特征是所述的以注入系統(tǒng)的諧波電流作為系統(tǒng)輸入，以系統(tǒng)的諧波電壓作為系統(tǒng)的輸出，作傳遞函數(shù)運算，測量系統(tǒng)的諧波阻抗是: A對電流電壓雙信息的付立葉分析，是按照電力系統(tǒng)動態(tài)諧波三維跟隨測量法； B取得電力系統(tǒng)諧波阻抗三維曲線和數(shù)據(jù)及顯示三維方向跟隨的二維曲線和數(shù)據(jù)； C利用電氣設(shè)備產(chǎn)生的諧間波測量系統(tǒng)諧波阻抗； D依據(jù)測得的系統(tǒng)各次諧波阻抗值作系統(tǒng)等效電路圖，按常規(guī)電路計算的方法計算: a.取得電網(wǎng)的諧波共振頻率，即諧波阻抗幅頻圖最大阻抗位置對應(yīng)地頻率，取得電網(wǎng)諧波吸收頻率，即諧波阻抗幅頻圖最小阻技位置對應(yīng)的頻率； b.取得電網(wǎng)對各次諧波電流的放大系數(shù)。
【文檔編號】G01R23/16GK104237635SQ201410473173
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】胡紹剛, 劉君, 周志玉, 王潤洲, 戚雪 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)遼寧省電力有限公司鞍山供電公司