基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法技术

本发明专利技术公开了一种基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法，包括步骤：一、测量低压配电网PCC点的相电压和相电流；二、计算相电压的有效值和相电流的有效值；三、计算低压配电网PCC点的有功功率；四、计算低压配电网PCC点的等效电导；五、计算低压配电网PCC点的有功电流和有功电流的有效值；六、计算低压配电网PCC点的感性无功电流、感性无功电流的有效值、容性无功电流、容性无功电流的有效值、感性剩余电流、感性剩余电流的有效值、容性剩余电流和容性剩余电流的有效值；七、进行低压配电网谐波责任的划分。本发明专利技术方法计算量小，能够准确划分系统侧和用户侧谐波责任，为降低电能损耗、谐波治理及经济处罚提供了科学依据。

【技术实现步骤摘要】
基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法
本专利技术属于配电网电能质量，具体涉及一种基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法。
技术介绍
随着电力电子技术的不断发展，大量的非线性设备接入到低压配电网中，使得电力负载侧谐波含量增多。谐波使得电压电流波形发生畸变，进而增加电力损耗，缩短用电设备寿命，对低压配电系统的安全、经济运行产生了严重威胁。另外，各种光伏、风电等新能源大量接入电网，使得低压配电网中的背景谐波电压增大。为了有效地控制电网中的谐波，避免出现电能质量纠纷问题，国际上提出了一种“奖惩性”方案，该方案能够执行的前提条件就是在公共连接点(pointofcommoncoupling，PCC)处能够正确划分系统以及用户各自的谐波责任。因此，正确判别谐波来源，明确电力用户负载及系统侧的谐波发射电流，对进一步改善电能质量、提高低压配电网的安全运行有着非常重要的意义。目前，谐波责任划分方法主要是要区分两端的系统侧和用户侧对PCC点谐波畸变的影响，只能判断出系统侧和电力用户谁负主要谐波源责任，而无法明确计算双方各自的谐波发射量，而且由于谐波阻抗求取困难，进而造成谐波责任评估不准确。这类方法主要用于中压配电网的谐波责任划分，由于低压配电网背景谐波电压含量较高，使用该方法造成的误差更大，谐波责任划分结果准确性比较低。而且，传统的谐波责任划分方法大多是频域方法，要对电流电压进行频谱分解，计算工作量大，也无法准确划分系统侧和用户侧谐波责任。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法，其方法步骤简单方便，易于实现，不用对信号进行频谱分解，计算量小，能够准确划分系统侧和用户侧谐波责任，为降低电能损耗、谐波治理及经济处罚提供了科学依据。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、测量低压配电网PCC点的相电压和相电流；步骤二、计算低压配电网PCC点的相电压的有效值U和相电流的有效值I；步骤三、计算低压配电网PCC点的有功功率P；步骤四、计算低压配电网PCC点的等效电导G；步骤五、计算低压配电网PCC点的有功电流和有功电流的有效值Ip；其中，将t时刻低压配电网PCC点的有功电流瞬时值记为ip(t)；步骤六、计算低压配电网PCC点的感性无功电流iql(t)、感性无功电流的有效值Iql、容性无功电流iqc(t)、容性无功电流的有效值Iqc、感性剩余电流iqlr(t)、感性剩余电流的有效值Iqlr、容性剩余电流iqlr(t)和容性剩余电流的有效值Iqcr；步骤七、进行低压配电网谐波责任的划分，具体方法为：步骤701、根据低压配电网PCC点的感性剩余电流的有效值Iqlr和容性剩余电流的有效值Iqcr，判断低压配电网系统中是否有谐波源，当判断为低压配电网系统中有谐波源时，再判断低压配电网系统的谐波源来自系统侧还是用户侧，还是同时来自系统侧和用户侧；步骤702、当判断为低压配电网系统的谐波源来自系统侧时，将低压配电网谐波责任划分给系统侧，并计算系统侧的谐波电流大小Ish；当判断为低压配电网系统的谐波源来自用户侧时，将低压配电网谐波责任划分给用户侧，并计算用户侧的谐波电流大小Ich；当判断为低压配电网系统的谐波源同时来自系统侧和用户侧时，计算系统侧的谐波电流大小Ish和用户侧的谐波电流大小Ich，并根据谐波电流大小进行谐波责任划分，谐波电流越大责任越大，谐波电流越小责任越小。上述的基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法，其特征在于：步骤一中所述测量低压配电网PCC点的相电压和相电流时，将一个采样周期内第n个相电压的瞬时采样值记为u(n)，将t时刻低压配电网PCC点的相电压的瞬时采样值记为u(t)；将一个采样周期内第n个相电流的瞬时采样值记为i(n)，将t时刻低压配电网PCC点的相电流的瞬时采样值记为i(t)；其中，n的取值为1～N的自然数，N为一个采样周期内相电压或相电流的采样点总数。上述的基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法，其特征在于：步骤二中计算低压配电网PCC点的相电压的有效值U采用的计算公式为步骤二中计算低压配电网PCC点的相电流的有效值I采用的计算公式为上述的基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法，其特征在于：步骤三中计算低压配电网PCC点的有功功率P采用的计算公式为上述的基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法，其特征在于：步骤四中计算低压配电网PCC点的等效电导G采用的计算公式为上述的基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法，其特征在于：步骤五中所述计算低压配电网PCC点的有功电流时，计算t时刻低压配电网PCC点的有功电流瞬时值ip(t)采用的计算公式为ip(t)＝G·u(t)；步骤五中所述计算低压配电网PCC点的有功电流的有效值Ip采用的计算公式为ip(n)为一个采样周期内第n个相电流的瞬时采样值i(n)对应的有功电流瞬时值。上述的基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法，其特征在于：步骤五之后还包括计算低压配电网PCC点的无功电流的步骤，将t时刻低压配电网PCC点的无功电流瞬时值记为iq(t)；iq(t)的计算公式为iq(t)＝i(t)-ip(t)。上述的基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法，其特征在于：步骤六中所述计算低压配电网PCC点的感性无功电流iql(t)、感性无功电流的有效值Iql、容性无功电流iqc(t)、容性无功电流的有效值Iqc、感性剩余电流iqlr(t)、感性剩余电流的有效值Iqlr、容性剩余电流iqcr(t)和容性剩余电流的有效值Iqcr的具体过程为：步骤601、对低压配电网PCC点的相电压采用积分算子使相电压相位滞后半个采样周期，得到低压配电网PCC点的相电压积分瞬时值m(t)＝∫u(t)dt，将一个采样周期内第n个相电压的瞬时采样值对应的积分瞬时值记为m(n)；对低压配电网PCC点的相电压采用微分算子使电压相位超前半个采样周期，得到低压配电网PCC点的相电压微分瞬时值v(t)＝u′(t)，将一个采样周期内第n个相电压的瞬时采样值对应的微分瞬时值记为v(n)；步骤602、根据公式计算低压配电网PCC点的相电压积分的有效值M；根据公式计算低压配电网PCC点的相电压微分的有效值V；步骤603、根据公式计算低压配电网PCC点的感性无功电流iql(t)，并根据公式计算低压配电网PCC点的感性无功电流的有效值Iql；步骤604、根据公式计算低压配电网PCC点的容性无功电流iqc(t)，并根据公式计算低压配电网PCC点的容性无功电流的有效值Iqc；步骤605、根据公式iqlr(t)＝i(t)-ip(t)-iql(t)计算低压配电网PCC点的感性剩余电流iqlr(t)，并根据公式计算低压配电网PCC点的感性剩余电流的有效值Iqlr，iqlr(n)为一个采样周期内第n个相电流的瞬时采样值i(n)对应的感性剩余电流瞬时值；步骤606、根据公式iqcr(t)＝i(t)-ip(t)-iqc(t)计算低压配电网PCC点的容性剩余电流iqcr(t)，并根据公式计算低压配电网PCC点的容性剩余电流的有效值Iqcr，iqcr(n)为一个采样周期内第n本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、测量低压配电网PCC点的相电压和相电流；步骤二、计算低压配电网PCC点的相电压的有效值U和相电流的有效值I；步骤三、计算低压配电网PCC点的有功功率P；步骤四、计算低压配电网PCC点的等效电导G；步骤五、计算低压配电网PCC点的有功电流和有功电流的有效值Ip；其中，将t时刻低压配电网PCC点的有功电流瞬时值记为ip(t)；步骤六、计算低压配电网PCC点的感性无功电流iql(t)、感性无功电流的有效值Iql、容性无功电流iqc(t)、容性无功电流的有效值Iqc、感性剩余电流iqlr(t)、感性剩余电流的有效值Iqlr、容性剩余电流iqcr(t)和容性剩余电流的有效值Iqcr；步骤七、进行低压配电网谐波责任的划分，具体方法为：步骤701、根据低压配电网PCC点的感性剩余电流的有效值Iqlr和容性剩余电流的有效值Iqcr，判断低压配电网系统中是否有谐波源，当判断为低压配电网系统中有谐波源时，再判断低压配电网系统的谐波源来自系统侧还是用户侧，还是同时来自系统侧和用户侧；步骤702、当判断为低压配电网系统的谐波源来自系统侧时，将低压配电网谐波责任划分给系统侧，并计算系统侧的谐波电流大小Ish；当判断为低压配电网系统的谐波源来自用户侧时，将低压配电网谐波责任划分给用户侧，并计算用户侧的谐波电流大小Ich；当判断为低压配电网系统的谐波源同时来自系统侧和用户侧时，计算系统侧的谐波电流大小Ish和用户侧的谐波电流大小Ich，并根据谐波电流大小进行谐波责任划分，谐波电流越大责任越大，谐波电流越小责任越小。...

【技术特征摘要】
1.一种基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、测量低压配电网PCC点的相电压和相电流；步骤二、计算低压配电网PCC点的相电压的有效值U和相电流的有效值I；步骤三、计算低压配电网PCC点的有功功率P；步骤四、计算低压配电网PCC点的等效电导G；步骤五、计算低压配电网PCC点的有功电流和有功电流的有效值Ip；其中，将t时刻低压配电网PCC点的有功电流瞬时值记为ip(t)；步骤六、计算低压配电网PCC点的感性无功电流iql(t)、感性无功电流的有效值Iql、容性无功电流iqc(t)、容性无功电流的有效值Iqc、感性剩余电流iqlr(t)、感性剩余电流的有效值Iqlr、容性剩余电流iqcr(t)和容性剩余电流的有效值Iqcr；步骤七、进行低压配电网谐波责任的划分，具体方法为：步骤701、根据低压配电网PCC点的感性剩余电流的有效值Iqlr和容性剩余电流的有效值Iqcr，判断低压配电网系统中是否有谐波源，当判断为低压配电网系统中有谐波源时，再判断低压配电网系统的谐波源来自系统侧还是用户侧，还是同时来自系统侧和用户侧；步骤702、当判断为低压配电网系统的谐波源来自系统侧时，将低压配电网谐波责任划分给系统侧，并计算系统侧的谐波电流大小Ish；当判断为低压配电网系统的谐波源来自用户侧时，将低压配电网谐波责任划分给用户侧，并计算用户侧的谐波电流大小Ich；当判断为低压配电网系统的谐波源同时来自系统侧和用户侧时，计算系统侧的谐波电流大小Ish和用户侧的谐波电流大小Ich，并根据谐波电流大小进行谐波责任划分，谐波电流越大责任越大，谐波电流越小责任越小。2.按照权利要求1所述的基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法，其特征在于：步骤一中所述测量低压配电网PCC点的相电压和相电流时，将一个采样周期内第n个相电压的瞬时采样值记为u(n)，将t时刻低压配电网PCC点的相电压的瞬时采样值记为u(t)；将一个采样周期内第n个相电流的瞬时采样值记为i(n)，将t时刻低压配电网PCC点的相电流的瞬时采样值记为i(t)；其中，n的取值为1～N的自然数，N为一个采样周期内相电压或相电流的采样点总数。3.按照权利要求2所述的基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法，其特征在于：步骤二中计算低压配电网PCC点的相电压的有效值U采用的计算公式为步骤二中计算低压配电网PCC点的相电流的有效值I采用的计算公式为4.按照权利要求2所述的基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法，其特征在于：步骤三中计算低压配电网PCC点的有功功率P采用的计算公式为5.按照权利要求2所述的基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法，其特征在于：步骤四中计算低压配电网PCC点的等效电导G采用的计算公式为6.按照权利要求2所述的基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法，其特征在于：步骤五中所述计算低压配电网PCC点的有功电流时，计算t时刻低压配电网PCC点的有功电流瞬时值ip(t)采用的计算公式为ip(t)＝G·u(t)；步骤五中所述计算低压配电网PCC点的有功电流的有效值Ip采用的计算公式为ip(n)为一个采样周期内第n个相电流的瞬时采样值i(n)对应的有功电流瞬时值。7.按照权利要求2所述的基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法，其特征在于：步骤五之后还包括计算低压配电网PCC点的无功电流的步骤，将t时刻低压配电网PCC点的无功电流瞬时值记为iq(t)；iq(t)的计算公式为iq(t)＝i(t)-ip(t)。8.按照权利要求2所述的基于剩余电流的低压配电网谐波责任划分方法，其特征在于：步骤六中所述计算低压配电网PCC点的感性无功电流iql(t)、感性无功电流的有效值Iql、容性无功电流iqc(t)、容性无功电流的有效值Iqc、感性剩余电流iqlr(t)、感性剩余电流的有效值Iqlr、容性剩余电流iqlr(t)和容性剩余电流的有效值Iqcr的具体过程为：步骤601、对低压配电网PCC点的相电压采用积分算子使相电压相位滞后半个采样周期，得到低压配电网PCC点的相电压积分瞬时值m(t)＝∫u...

【专利技术属性】
技术研发人员：王清亮，刘新茹，刘泽宇，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61