专利名称：负荷谐波注入污染预警的实现方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力电能质量监测技术领域，特别是一种负荷谐波注入污染预警的实现方法及其系统。
背景技术：
目前的电能质量监测仪器监测用户用电电压和负荷电流，并以此评价用户对电网电能质量的影响，这种做法其实没有区分谐波污染来自于用户还是供电方，因而依靠目前的电能质量监测方法和装置不能真正检测到用户对系统的谐波干扰程度，在某些运行工况下可能遗漏潜在的污染用户。
目前已经具备成熟谐波监测装置，能够检测用户注入系统的谐波电流和供电点的谐波电压。供电点的谐波电压是系统中所有谐波污染用户共同作用的结果，显然不能用来描述某个监测用户对系统的影响程度。当系统运行方式变化时，用户注入系统同样大小的谐波电流在公共连接点上形成的谐波电压并不相等，需要结合监测系统参数来评价用户注入系统的污染大小。另外，即使被监测用户本身不产生谐波，但外界谐波源也会在该用户线路电流中产生谐波分量，所以单纯检测用户电流中是否含有谐波也无法正确评判用户是否对系统注入谐波污染。总之，单纯监测用户谐波电压和谐波电流无法度量用户对系统的谐波污染程度，无法据此实现用户电能质量水平的预警功能。发明内容
本发明的目的是提供一种负荷谐波注入污染预警的实现方法。该方法能实现用户注入污染的准确评估，并结合电网运行方式的监测对用户注入污染进行预警。
本发明采用以下方案实现一种负荷谐波注入污染预警的实现方法，其特征在于根据负荷电压、电流波形采样值分别计算基波电压V、基波电流I和相位角5，通过系统基波阻抗在线跟踪算法计算系统等效电阻炙和系统等效电抗毛，从而能够计算每个负荷谐波电流注入各自引起的供电点谐波电压数值，进一步计算预警指行Λ和毛，实现谐波污染用户注入污染评价及污染预警。
进一步的，所述系统基波阻抗在线跟踪采用以下方式实现设系统电阻先，系统电抗毛，系统等效电压.马；采用快速傅立叶算法从负荷电压、电流波形采样值分别计算基波电压V、基波电压相位# 、基波电流I以及基波电流相位α ;分别针对两个相邻采样周期中的基波计算值，根据基尔霍夫电压定律，用两个时刻的基波电压相量的差值除以两个时刻的基波电流差值，计算得到系统等效电阻毛和系统等效电抗毛。
进一步的，在连续的跟踪过程中，以系统阻抗为状态量、以基波电压和基波电流为量测量建立量测方程，采用最小二乘法对量测量样本集进行状态量的估计，得到系统等效阻抗的估计值，具体计算过程如下在G时刻，应用基尔霍夫电压定律，可得到式(1)，
权利要求
1.一种负荷谐波注入污染预警的实现方法，其特征在于根据负荷电压、电流波形采样值分别计算基波电压V、基波电流I和相位角5，通过系统基波阻抗在线跟踪算法计算系统等效电阻先和系统等效电抗尤，从而能够计算每个负荷谐波电流注入各自引起的供电点谐波电压数值，进一步计算预警指标為和K，实现谐波污染用户注入污染评价及污染预警。
2.根据权利要求I所述的负荷谐波注入污染预警的实现方法，其特征在于所述系统基波阻抗在线跟踪采用以下方式实现设系统等效电阻炙，系统等效电抗毛，系统等效电压尾；采用快速傅立叶算法从负荷电压、电流波形采样值分别计算基波电压V、基波电压相位P、基波电流I以及基波电流相位α ;分别针对两个相邻采样周期中的基波计算值，根据基尔霍夫电压定律，用两个时刻的基波电压相量的差值除以两个时刻的基波电流差值，计算得到系统等效电阻足和系统等效电抗毛。
3.根据权利要求2所述的负荷谐波注入污染预警的实现方法，其特征在于在连续的跟踪过程中，以系统阻抗为状态量、以基波电压和基波电流为量测量建立量测方程，采用最小二乘法对量测量样本集进行状态量的估计，得到系统等效阻抗的估计值，具体计算过程如下在匕时刻，应用基尔霍夫电压定律，可得到式(1)，EsZSi = (Rs +-+VlZgfl(I)在t2时刻，可得到式(2)，EiuAS1 = 4 JXs^I7Za7 ^-ν7Ζφ7(2)如果匕和匕为两个相邻的釆样时刻，近似认为戌=乓，(2)式减去(I)式，得(足 + )x (I2Zar2 -ZlZor1) = VlZipi - V2Z92(3)令 Ri +Jiarj = X , I2Za2 -IlZal = H , -F2ZfP2 = Y ,考虑测量误差和计算误差，式⑶能写成式(4)，其中r为误差；Y = HK+W(4)假设已得到々组量测数据，以残差平方和最小为目标确定炙和尤的最优估计值，求解(4)式，得Jf(Jt) = {H(kY Hikyt1HikY Y{k)(5)在原有的A组采样数据增加了一组采样数据以后，有
4.根据权利要求I所述的负荷谐波注入污染预警的实现方法，其特征在于所述计算预警指标木和毛按以下方式实现采用快速傅立叶算法从负荷电压、电流波形采样值分别计算各次谐波电圧K、谐波电压相位伊》、谐波电流4、谐波电流相位《% ;在计算得到系统等效阻抗的估计值以后，计算系统等效谐波阻抗 用负荷电流中的谐波分量4乘以系统谐波阻抗，得到该负荷在系统供电点上引起的谐波电压％ ;将《4在节点谐波电压相量上投影，计算投影分量《4 ;对所有的谐波电流进行重复以上计算，此后计算所有谐波电压《4、投影分量&与供电点基波电压比值之和的均方根 Jj和jlj作为预警指标。
5.一种负荷谐波注入污染预警系统，其特征在于包括滤波及信号采集模块、第一处理器、第二处理器、触摸屏液晶显示单元以及以太网传输单元；所述的滤波及信号采集模块采集负荷电压、电流波形的采样值，送入所述第一处理器，该第一处理器根据权利要求I所述的方法进行计算预警指行為和馬并根据第二处理器的控制指令在所述触摸屏液晶显示单元显示或通过所述以太网传输单元上传数据。
6.根据权利要求5所述的负荷谐波注入污染预警系统，其特征在于所述的第一处理器是TMS320F28335处理器。
7.根据权利要求5所述的负荷谐波注入污染预警系统，其特征在于所述的第二处理器是STM32F407VGT6处理器。
8.根据权利要求5所述的负荷谐波注入污染预警系统，其特征在于所述滤波及信号采集模块能实现在线12通道电压、电流信号的高速采集。
9.根据权利要求5所述的负荷谐波注入污染预警系统，其特征在于所述的以太网传输单元是以太网DP83848模块。
全文摘要
本发明涉及一种负荷谐波注入污染预警的实现方法及其系统，该方法的特征在于根据负荷电压、电流波形采样值分别计算基波电压V、基波电流I和相位角，通过系统基波阻抗在线跟踪算法计算系统等效电阻和系统等效电抗，从而能够计算每个负荷注入谐波电流各自引起的供电点谐波电压数值，进一步计算预警指标和，实现谐波污染用户注入污染评价及污染预警。
文档编号G01R31/00GK102937676SQ201210412180
公开日2013年2月20日 申请日期2012年10月25日 优先权日2012年10月25日
发明者邵振国 申请人:福州大学