适用于混合多端直流输电系统的谐波分析方法及分析系统技术方案

本发明专利技术公开了一种适用于混合多端直流输电系统的谐波分析方法及分析系统，涉及多端直流输电谐波分析技术领域。直流输电工程中，通过录波装置对不同位置的电压、电流测点进行录波；根据香农采样定理，对每一个录波信息进行傅里叶分解可得到不同频次的幅值和相角信息的分析结果形成谐波数据；以录波初始时刻为起点的Cos函数为基准向量，生成指定频次的录波相角信息，针对不同起始时间的录波信息，自动补偿傅里叶分解后的相角差；通过增加录波的指定频次的幅值和相角信息，得到直流输电工程中不同测点处电压、电流的相角差，结合直流输电系统中已知的阻抗，对谐波电流的传递方向进行判断。判断。判断。

【技术实现步骤摘要】
适用于混合多端直流输电系统的谐波分析方法及分析系统


[0001]本专利技术涉及多端直流输电谐波分析
，尤其涉及一种适用于混合多端直流输电系统的谐波分析方法及分析系统。

技术介绍

[0002]随着直流输电技术的快速发展，多端直流输电技术已逐步运用于工程实际中，高压直流输电系统的换流器具有非线性、频率变换等特性，易导致系统中出现谐波电压和电流，在混合输电系统中常规直流换流器的低频谐波特性突出，柔性直流换流器的高频谐波特性突出，两者之间的交互作用，使得混合直流输电系统的谐波特性变得复杂，加上采用多端直流输电方式，直流系统拓扑更加复杂，谐波传递路径难以确定。在对直流系统谐波问题分析的过程中，需要根据装置录波对谐波来源进行分析，现有录波分析工具仅提供波形中各频次谐波幅值大小及其在工频中占比的分析结果，仅凭此结果，无法适应混合多端直流输电系统中谐波源多、谐波传递路径复杂的特点，因此需要一种适用于混合多端直流输电系统的谐波分析方法来辅助进行谐波源和谐波传递路径的分析。
[0003]现有的录波分析工具，只提供波形中谐波幅值大小及其在工频中的占比，仅通过直流电压和电流中谐波幅值的大小无法判断直流系统中谐波的传递方向。
[0004]此外，可根据基尔霍夫定律对各个节点谐波电流进行分析，得到谐波电流传递路径，但该方法仅适用于仿真波形中对特定频次仿真结果的分析，对于工程中实际装置的录波结果，录波分析工具中无法提取出具体频段的电流波形，因此无法确定某一时刻的谐波电流大小，故无法分析谐波电流传递路径。
[0005]早期直流工程主要为两端直流输电工程，其谐波传递较为简单，仅送端往受端、受端往送端两种可能性，因此在直流系统谐波分析的过程中，仅凭借谐波幅值信息就可以较好地解决工程上遇到的谐波问题，例如两端直流工程中常因直流滤波器的投退出现12次谐波问题，根据滤波器投退情况比较各处12次谐波幅值便可确定谐波源在送端还是受端。
[0006]但是，随着工程技术的成熟和新技术的使用，特别是昆柳龙混合多端直流工程正式投产后，由于柔直站谐波频段更宽、更具有随机性，加上直流拓扑结构更加复杂，仅通过谐波幅值信息无法确定谐波传递路径，如图7所示送端A出现高频次谐波超标问题，根据幅值无法确定是由受端B传递过来还是由受端C传递过来，此时需要对受端B的T区谐波信息进行分析，此时仅凭借幅值无法确定谐波传递方向，故无法判断谐波源是B还是C；根据基尔霍夫定律对各个节点中谐波电流分析，进而得到谐波电流方向的方法需要人工判断，工作量大，不易操作，且仅适用于具体时刻谐波电流大小已知情况。以图8多端直流输电系统为例，可比对T区电流波形，通过基尔霍夫电流定律进行谐波电流方向判断，但现场真实波形为基频和各次频率谐波相叠加形成，难以比对具体某一频段波形，因此无法有效分析谐波电流方向。通过本专利技术可直接批量生成各个测量装置所测量得到的谐波幅值和相角，结合谐波频率和测量装置间阻抗，高效分析谐波传递信息。

技术实现思路

[0007]为解决上述实际问题，本专利技术提供一种适用于混合多端直流输电系统的谐波分析方法。通过增加录波的指定频次的幅值和相角信息，得到直流输电工程中不同测点处电压、电流的相角差，结合直流输电系统中已知的阻抗，对谐波电流的传递方向进行判断。
[0008]技术方案是：一种适用于混合多端直流输电系统的谐波分析方法，包括以下步骤：S1：直流输电工程中，通过录波装置对不同位置的电压、电流测点进行录波；S2：每一个录波对应每一个录波信息，并可根据录波信息形成不同的录波通道；录波信息至少包括录波起始时间、电流、电压、采样频率的任意一项；录波通道为录波信息中录波起始时间、电流、电压、采样频率的任意一项。
[0009]S3：对谐波进行分析：根据香农采样定理，采样得到的信息包含了0.5倍采样频率的频次信息，对每一个录波信息进行傅里叶分解可得到不同频次的幅值和相角信息的分析结果形成谐波数据；S4：以录波初始时刻为起点的Cos函数为基准向量，生成指定频次的录波相角信息，针对不同起始时间的录波信息，自动补偿傅里叶分解后的相角差；S5：重复执行步骤S3
‑
S4，通过增加录波的指定频次的幅值和相角信息，得到直流输电工程中不同测点处电压、电流的相角差，结合直流输电系统中已知的阻抗，对谐波电流的传递方向进行判断。
[0010]进一步的：当所需分析的录波被不同起始时间记录了两个以上的录波信息，此时，所需要分析的录波在不同的录波信息中，录波1的相角为δ，录波2的相角为＆，其中相角δ为录波1傅里叶分解后得到的角度，相角＆为录波2傅里叶分解后得到的角度；傅里叶分解后录波相角将存在相角差，该相角差计算方法为：θ=2πf(t1
‑
t2)，其中，t1、t2分别为录波信息1、录波信息2的录波起始时间；录波2将自动生成以录波信息1基准向量为基准的相角值＆
’
=＆+θ,从而完成不同录波信息的自动相角补偿。
[0011]优选的：选取某一录波为基准值，完成对指定录波的相角补偿。
[0012]更进一步的：所述录波通道包括电流录波通道；根据电流录波通道1和电流录波通道2的指定频次的相角信息，结合测点间阻抗，判断谐波传递方向；电流录波通道1的相角为δ，电流录波通道2的相角为＆，阻抗为感性或容性；如果δ
‑
＆=90
°
，当测点间阻抗为容性，则谐波传递方向为电流2
→
电流1；当测点间阻抗为感性，则谐波传递方向为电流1
→
电流2；如果δ
‑
＆=
‑
90
°
，当测点间阻抗为容性，则谐波传递方向为电流1
→
电流2；当测点间阻抗为感性，则谐波传递方向为电流2
→
电流1。
[0013]优选的：谐波电流的传递方向以谐波数据图表呈现，所述谐波数据图表可用于可视化地判断谐波电流传递的方向以及监测直流输电工程中不同位置的谐波数据。
[0014]本专利技术开公开一种适用于混合多端直流输电系统的分析系统，采用所述的适用于
混合多端直流输电系统的谐波分析方法，包括：与服务器双向连接的录波装置、服务器、谐波分析终端，录波装置以及谐波分析终端；所述谐波分析终端至少用于相角补偿、谐波分析、形成谐波数据图表、谐波源定位的其中一种。
[0015]有益效果1.本专利技术，通过增加录波的指定频次的幅值和相角信息，得到直流输电工程中不同测点处电压、电流的相角差，结合直流输电系统中已知的阻抗，对谐波电流的传递方向进行判断。
[0016]2.本专利技术，当所需要分析的录波在不同的录波信息中，傅里叶分解后录波相角将存在相角差，通过傅里叶分解后得到得到录波不同频次幅值相角信息，不同录波将自动生成以录波信息基准向量为基准的相角值完成相角补偿；若不进行相角补偿，不同录波之间的相角差非真实相角差，利用该相角差对谐波流向分析结果将出现错误，补偿后的相角差为真实相角差。
[0017]3. 本专利技术，根据不同电流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于混合多端直流输电系统的谐波分析方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：直流输电工程中，通过录波装置对不同位置的电压、电流测点进行录波；S2：每一个录波对应每一个录波信息，并可根据录波信息形成不同的录波通道；录波信息至少包括录波起始时间、电流、电压、采样频率的任意一项；录波通道为录波信息中录波起始时间、电流、电压、采样频率的任意一项；S3：对谐波进行分析：根据香农采样定理，采样得到的信息包含了0.5倍采样频率的频次信息，对每一个录波信息进行傅里叶分解可得到不同频次的幅值和相角信息的分析结果形成谐波数据；S4：以录波初始时刻为起点的Cos函数为基准向量，生成指定频次的录波相角信息，针对不同起始时间的录波信息，自动补偿傅里叶分解后的相角差；S5：重复执行步骤S3
‑
S4，通过增加录波的指定频次的幅值和相角信息，得到直流输电工程中不同测点处电压、电流的相角差，结合直流输电系统中已知的阻抗，对谐波电流的传递方向进行判断。2.如权利要求1所述的适用于混合多端直流输电系统的谐波分析方法，其特征在于：当所需分析的录波被不同起始时间记录了两个以上的录波信息，此时，所需要分析的录波在不同的录波信息中，录波1的相角为δ，录波2的相角为＆，其中相角δ为录波1傅里叶分解后得到的角度，相角＆为录波2傅里叶分解后得到的角度；傅里叶分解后录波相角将存在相角差，该相角差计算方法为：θ=2πf(t1
‑
t2)，其中，t1、t2分别为录波信息1、录波信息2的录波起始时间；录波2将自动生成以录波信息1基准向量为基准的相角值＆
’
=＆+θ,从而完成不同录波信息的自动相角补偿。3.如权利要求1所述的适用...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘航，黄炟超，彭茂兰，廖芳群，张沛然，梁正，吴健颖，冯雷，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心，
类型：发明
国别省市：