对电网的谐波源进行监测的方法技术

本发明专利技术公开了一种对电网的谐波源进行监测的方法，包括获取电网系统所有典型谐波的谐波数据；在地理图上对各典型谐波源接入电力系统的位置进行显示，并监测各谐波源的电压和电流；对各谐波源的电压和电流进行谐波源分析；根据国家标准，将谐波源按照谐波状态进行分级、着色和实时显示；将超标的谐波源特别标注，将常用的滤波方法和具体的滤波参数进行标注。本发明专利技术采集电网典型谐波源参数并进行分析和计算，根据标准对谐波源进行分级显示和预警，针对超标的谐波源给出相应的警告，同时给出相应的滤波方法和滤波器的参数。本发明专利技术方法清晰、全面的对电网谐波源状态进行监测、分析、显示和报警，并对谐波源进行一定的滤波指导，方法简单、高效和可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统自动化领域，具体设及一种对电网的谐波源进行监测的方 法。
技术介绍
随着国家经济技术的发展和人民生活水平的日益提高，电力系统的电能消耗也逐 步增大。目前我国发电系统依然W燃烧煤炭作为能量来源的火力发电为主。 随着化石能源的不断消耗，W及人民日益增强的环境保护意识，W风能、太阳能为 代表的新型清洁能源在整个能源消费中扮演着越来越重要的角色。由于风能、太阳能、时变 性，上述清洁能源发电过程中不可避免的产生大量谐波，随着清洁能源装机容量的不断增 大，其对电力系统造成的谐波问题不可忽视。电力系统中同时存在大量非线性负荷，例如牵 引机车、电弧炉、社钢机等，运些非线性负荷同样向电力系统中注入大量谐波。另一方面，谐 波同样会引起诸如电压波动和闪变等电能质量问题。 目前，电网虽然存在众多谐波源，但是运行人员仅能针对单一电网谐波源进行实 时监测；同时，如果电网谐波超限告警，运行人员无法快速判断电网谐波的主要来源，因此 无法迅速针对谐波源进行紧急处理；对引发电网谐波超标的谐波源，如果不快速进行定位 和处理，则超标的电网谐波可能引发电网的进一步故障，从而影响电网供电的可靠性。
技术实现思路
阳〇化]本专利技术的目的在于提供一种能够清晰、全面监测并显示电网谐波源的谐波状态， 并且能够对谐波源进行准确定位和滤波指导的。 本专利技术提供的运种，包括如下步骤： SI.获取电网监控系统中的所有典型谐波源的谐波数据； S2.基于地理信息系统在地理图上对各典型谐波源接入电力系统的位置进行显 示，并实时监测各谐波源的电压和电流； S3.对步骤S2获取的各谐波源的电压和电流进行谐波源分析； S4.针对步骤S3的谐波源分析结果，根据国家谐波标准和谐波源的电压等级，将 谐波源按照谐波状态进行分级和着色，并在地理图上进行实时显示； S5.针对步骤S3的谐波源分析结果，将超标的谐波源在地理图上特别标注，并将 常用的滤波方法和具体的滤波参数在谐波源附近的地理图上进行标注。 步骤S2所述的典型谐波源，包括风电场、光伏并网发电、电力机车、社机负荷和电 弧炉。 步骤S4所述的谐波源按照谐波状态进行分级和着色，包括对谐波源的谐波电压 和谐波电流分别进行分级和着色。 所述的对谐波源的谐波电压进行分级和着色，包括如下步骤： 1)若谐波源的电压总谐波崎变率小于标准规定最大值的50%，则该谐波源的谐 波电压等级为优； 2)若谐波源的电压总谐波崎变率在标准规定最大值的50%和75%之间，则该谐 波源的谐波电压等级为良； 阳017] 3)若谐波源的电压总谐波崎变率在标准规定最大值的75%和100%之间，则该谐 波源的谐波电压等级为合格； 4)若谐波源的电压总谐波崎变率在标准规定最大值的100%和150%之间，则该 谐波源的谐波电压等级为超标。 5)若谐波源的电压总谐波崎变率在标准规定最大值的150%和200%之间，则该 谐波源的谐波电压等级为严重。 6)若谐波源的电压总谐波崎变率大于标准规定最大值的200%，则该谐波源的谐 波电压等级为极其严重。 所述的对谐波源的谐波电流进行分级和着色，包括如下步骤： 1)将测量的各次谐波电流值均折算在基准短路容量下； 2)若谐波源的各次谐波电流值均小于标准允许值的50%，则该谐波源的谐波电 流等级为优； 3)若谐波源的各次谐波电流值均小于标准允许值的75%，但存在某次谐波电流 大于允许值的50%，则该谐波源的谐波电流等级为良； 4)若谐波源的各次谐波电流值均小于标准允许值的100%，但存在某次谐波电流 大于允许值的75%，则该谐波源的谐波电流等级为合格；W若谐波源的各次谐波电流值均小于标准允许值的150%，但存在某次谐波电流 大于允许值的100%，则该谐波源的谐波电流等级为超标； 6)若谐波源的各次谐波电流值均小于标准允许值的200%，但存在某次谐波电流 大于允许值的150%，则该谐波源的谐波电流等级为严重；[002引7)若谐波源存在某次谐波电流大于标准允许值的200%，则该谐波源的谐波电流 等级为极其严重。 步骤S5所述的常用的滤波方法，滤波方法为采用n次单调谐滤波器和高通滤波器 组合的方法。 步骤S5所述的滤波方法的滤波参数，具体包括如下步骤： 1)计算n次单调谐滤波器的计算参数，包括： ①确定母线电压和n次谐波电流值测量值； ②按照下式计算最小电容值Cwmi。 式中为基波角频率；Ui为母线电压，I。为n次谐波电流值测量值，n为谐波次 数； ③按照下式计算电感器参数L:式中e为偏谐振率，一般取值为0.015 ; ④按照下式计算电阻器参数R;阳OW式中Qf为品质因数，一般取值为15~80 ; 2)计算高通滤波器的主要参数，包括： ①高通滤波器的截止频率选择为n巧次； ②按照下式计算高通滤波器的电容值CfmW; C(mm)=C*(m")C(n)min 式中Ii为i次谐波电流值，C 为电容标么值； ③按照下式计算高通滤波器的电阻值R; ④按照下式计算高通滤波器的电感值L; L=mR2c(min) 式中m为与品质因数相关的参数，相应取值在0. 5~2之间。 本专利技术方法采集电网中的典型谐波源的电压电流数值，对谐波源的电压、电流数 值进行分析和计算，并根据国网标准对谐波源的谐波电压和谐波电流进行分级显示、预警 和定位，并针对超标的谐波源给出相应的警告，同时给出相应的滤波方法和滤波器的参数 设计。本专利技术方法能够清晰、全面的对电网谐波源状态进行监测、分析、显示、定位和报警， 并且能够对谐波源进行一定的滤波指导，方法简单、高效和可靠。【附图说明】 图1为本专利技术的方法流程图。 阳化5] 图2为本专利技术的单调谐滤波器电路原理图。 图3为本专利技术的高通滤波器电路原理图。 图4为本专利技术的具体实施例的谐波电压情况示意图。图5为本专利技术的具体实施例的谐波电流情况示意图。【具体实施方式】 如图1所示，为本专利技术的方法流程图：本专利技术提供的运种对电网的谐波源进行监 测的方法，包括如下步骤： SI.获取电网监控系统中的所有典型谐波源的谐波数据； S2.基于地理信息系统在地理图上对各典型谐波源接入电力系统的位置进行显 示，并实时监测各谐波源的电压和电流； 所述的典型谐波源，包括风电场、光伏并网发电、电力机车、社机负荷和电弧炉 S3.对步骤S2获取的各谐波源的电压和电流进行谐波源分析； W64] S4.针对步骤S3的谐波源分析结果，根据国家谐波标准和谐波源的电压等级，将 谐波源按照谐波状态进行分级和着色，并在地理图上进行实时显示； W65] 所述的谐波源按照谐波状态进行分级和着色，包括对谐波源的谐波电压和谐波电 流分别进行分级和着色。 对谐波源的谐波电压进行分级和着色，包括： 1)若谐波源的电压总谐波崎变率小于标准规定最大值的50%，则该谐波源的谐 波电压等级为优； 2)若谐波源的电压总谐波崎变率在标准规定最大值的50 %和75 %之间，则该谐 波源的谐波电压等级为良； 3)若谐波源的电压总谐波崎变率在标准规定最大值的75%和100%之间，则该谐 波源的谐波电压等级为合格； 4)若谐波源的电压总谐波崎变率在标准规定最大值的100%和150%之间，则该 谐波源的谐波电压等级为超标。 阳071] 5)若谐波源的电压总谐波崎变率在标准规定最大值的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对电网的谐波源进行监测的方法，包括如下步骤：S1.获取电网监控系统中的所有典型谐波源的谐波数据；S2.基于地理信息系统在地理图上对各典型谐波源接入电力系统的位置进行显示，并实时监测各谐波源的电压和电流；S3.对步骤S2获取的各谐波源的电压和电流进行谐波源分析；S4.针对步骤S3的谐波源分析结果，根据国家谐波标准和谐波源的电压等级，将谐波源按照谐波状态进行分级和着色，并在地理图上进行实时显示；S5.针对步骤S3的谐波源分析结果，将超标的谐波源在地理图上特别标注，并将常用的滤波方法和具体的滤波参数在谐波源附近的地理图上进行标注。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈耀红，陈仲伟，陈剑，刘毅，程梦凌，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖南省电力公司，国网湖南省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11