CN107390014A - 波动性负荷闪变发射水平的测量方法 - Google Patents
波动性负荷闪变发射水平的测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107390014A CN107390014A CN201710724361.4A CN201710724361A CN107390014A CN 107390014 A CN107390014 A CN 107390014A CN 201710724361 A CN201710724361 A CN 201710724361A CN 107390014 A CN107390014 A CN 107390014A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mrow
- msub
- voltage
- mfrac
- flicker
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/12—Measuring rate of change
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
本发明公开了一种波动性负荷闪变发射水平的测量方法,该方法可对波动性负荷的闪变发射水平进行在线实时测量,评估各种波动性负荷对公用电网电压闪变的责任分摊,评价电能质量治理装置对电压闪变的治理效果,更好对波动性负荷进行电能质量技术监督与管理,减少波动性负荷对电网电压稳定性的影响,保证供用电设备的安全稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及电力***、新能源光伏发电与风力发电技术领域,尤其涉及一种波动性负荷闪变发射水平的测量方法。
背景技术
波动性负荷是指其工作电流变化具有周期性或非周期性,突然变化的负荷,如电弧炉、轧钢机、电气化牵引负荷、新能源光伏发电与风力发电等,一般情况下波动性负荷的运行过程具有严重的间歇性。由于波动性负荷在电力***中接入比例有逐步增大的趋势,单体容量也在不断增大,对电网造成的影响和危害可能越来越严重。主要不利影响是波动性的有功功率和无功功率破坏了***运行电压的稳定性,造成了供电母线电压波动与闪变,进而影响了母线下所有用电设备的安全稳定运行。
准确地测量单体波动性负荷的闪变发射水平,是对其进行电能质量技术监督与管理的前提,但是,对波动性负荷单独引起供电母线电压波动与闪变,目前技术领域未见比较成熟的方法。国标GB12326-2008《电能质量电压波动和闪变》中介绍一种波动性负荷单独引起的闪变值的测量方法:测试波动性负荷投入时供电母线长时间的闪变测量值,此时测试的闪变值包括背景闪变值和波动性负荷产生的闪变值;再测试即波动性负荷退出时一段时间内长时间闪变测量值作为背景闪变值;最后根据一定的算法将背景闪变值去除,间接得到波动性负荷的闪变发射值。
此算法存在的主要问题是电力***的电压一直处于动态变化中,当被测试波动性负荷退出运行时和波动性负荷投运时的背景闪变值一定是不相同的,一是电力***的功率潮流时变特性造成***电压一直是时变的,二是电力***中存在众多的波动性负荷源,被测波动性负荷投运时可能造成***电压波动,这种电压波动对所有波动性负荷均会都产生影响,此时供电母线测试的闪变值是众多波动源和***背景电压波动共同作用的结果。综上所述,不能简单的认为供电母线闪变值的变化仅有被测试波动负荷投运所造成,采用国际标准推荐的方法不能准确地测量单体波动负荷产生的闪变值。
实际工程应用中还存在一个问题,例如大容量交流电弧炉,一般要求电能质量治理装置(SVC装置)与电弧炉一起投运,实际测试得到的供电母线电压闪变值是波动性电弧炉负荷经过电能质量治理后的闪变值,这个闪变值不能真实反映单体电弧炉负荷的闪变发射水平,并且这种大容量用电设备是不允许单独投运,因此,也测试不到其单独投运所引起的电压闪变发射水平,如何准确测量电弧炉单体设备闪变发射水平是一个棘手的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种波动性负荷闪变发射水平的测量方法,可以通过在线测试波动性负荷运行的有功功率和无功功率的方式来直接、准确的计算其闪变发射水平,克服了目前关于波动性负荷闪变测量的局限性。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种波动性负荷闪变发射水平的测量方法,包括:
取单周波时间窗的三相电压和电流信号的数字量进行离散傅里叶变换,得到单周波的基波电压和基波电流的相量,从而得到被测***三相基波电压和基波电流的有效值和初相位;之后,再移动半周波时间间隔后,取单周波时间窗的三相电压和电流信号的数字量进行下一次离散傅里叶变换;
根据被测***三相基波电压和基波电流的有效值和初相位进行半周波时间间隔的有功功率和无功功率计算;
根据被测***基准短路容量计算对应的基准***阻抗,再计算半周波时间间隔的有功功率和无功功率单独注入被测***后引起的电压波动值序列,并对电压波动值序列做离散傅里叶变换,得到不同频率分量的电压波动值;
根据视感度传递特性函数对应的视感度系数,将不同频率分量的电压波动值等效到8.8Hz的电压波动值,再利用8.8Hz正弦波电压波动值与闪变的对应关系,计算电压闪变值,从而求出短时闪变和长时闪变的统计值,进而绘制出波动性负荷闪变发射水平曲线。
该方法还包括:采用同步并行采集方式,采集将被测***供电母线电压和波动性负荷电流的模拟信号,并通过相应的滤波电路后经过同步模数转换电路转换为数字信号。
计算被测***三相基波电压和基波电流的有效值的公式为:
其中,N为单周波采样点的个数,j为虚数的单位,u(n)与i(n)分别对应三相电压和电流信号的数字量,其中的n为采样序列编号,与分别对应三相基波电压与基波电流的有效值。
所述进行半周波时间间隔的有功功率和无功功率计算包括:
m次有功功率Pm的计算公式如下:
m次无功功率Qm的计算公式如下:
Qa,m(1)=Ua(1)Ia(1)sin(θa(1)-βa(1))
Qb,m(1)=Ub(1)Ib(1)sin(θb(1)-βb(1))
Qc,m(1)=Uc(1)Ic(1)sin(θc(1)-βc(1))
Qm=Qa,m(1)+Qb,m(1)+Qc,m(1)
其中,Ua(1),Ub(1),Uc(1)和Ia(1),Ib(1),Ic(1)分别为三相基波电压和电流的有效值;θa(1)、θb(1)、θc(1)和βa(1)、βb(1)、βc(1)分别为三相基波电压和电流的初相位;下标a、b、c依次对应a相、b相、c相;
对单位时间t内计算的半周波时间间隔的有功功率和无功功率做相邻点的差分运算,计算公式为:
式中,Pm和Qm分别为m次有功功率和无功功率的计算值;Pm+1和Qm+1分别为m+1次有功功率和无功功率的计算值;m次与m+1次的计算的时间间隔为半周波。
所述计算半周波时间间隔的有功功率和无功功率单独注入被测***后引起的电压波动值序列包括:
根据波动性负荷接入电力***电压等级确定被测***的基准短路容量Sd,再结合被测***额定电压UN,计算出被测***基准***阻抗Xs:
从而计算半周波时间间隔的有功功率ΔPm和无功功率ΔQm单独注入被测***后引起的电压波动值序列:
其中,RS为被测***的电阻。
所述对电压波动值序列做离散傅里叶变换,得到不同频率分量的电压波动值包括:
对单位时间长度的半周波时间间隔的电压波动值序列d(n)做离散傅里叶变换,时间窗取值宽度为6144×2点,对应时长122.88s,基波频率为f1=0.00814Hz,得到不同频率分量的电压波动值D(h):
其中,N为单周波采样点的个数,h=1,...,6144,分别对应的谐波频率分量为hf1。
所述根据视感度传递特性函数对应的视感度系数,将不同频率分量的电压波动值等效到8.8Hz的电压波动值,再利用8.8Hz正弦波电压波动值与闪变的对应关系,计算电压闪变值,从而求出短时闪变和长时闪变的的统计值,进而绘制出波动性负荷闪变发射水平曲线包括:
将不同频率分量的电压波动值等效到8.8Hz的电压波动值:
其中,K(f)为视感度系数;
由等效到8.8Hz的电压波动值计算电压闪变值:
Pst=2.856dequ,8.8;
根据电压闪变值Pst求出每隔10min的短时闪变的统计值Pst,10:
时闪变的统计值Plt由测量时间段内包含的10min短时间闪变值Pst,10计算获得:
其中,Pst,10k为测量时间内第k个短时间闪变值;
根据计算出的短时闪变和长时闪变的的统计值,来绘制出波动性负荷闪变发射水平曲线。
由上述本发明提供的技术方案可以看出,可对波动性负荷的闪变发射水平进行在线实时测量,评估各种波动性负荷对公用电网电压闪变的责任分摊,评价电能质量治理装置对电压闪变的治理效果,更好对波动性负荷进行电能质量技术监督与管理,减少波动性负荷对电网电压稳定性的影响,保证供用电设备的安全稳定运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的一种波动性负荷闪变发射水平的测量方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的波动性负荷闪变发射水平的测量方法的硬件结构示意图;
图3为本发明实施例提供的硬件结构中输入电压电路原理图;
图4为本发明实施例提供的硬件结构中抗混叠滤波电路原理图;
图5为本发明实施例提供的某企业150吨交流电弧炉供配电***的测试接线示意图;
图6为本发明实施例提供的EAF炉、LF炉三相总有功功率和无功功率示意图;
图7为本发明实施例提供的EAF炉、LF炉有功功率和无功功率的变化示意图;
图8为本发明实施例提供的EAF炉、LF炉进线在基准短路容量下单独引起33kV母线的电压波动示意图;
图9为本发明实施例提供的EAF炉、LF炉进线在基准短路容量下,某一时间段内33kV母线电压波动频谱分布示意图;
图10为本发明实施例提供的基准短路容量下EAF炉、LF炉进线的电压闪变发射水平曲线。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。
图1为本发明实施例提供的一种波动性负荷闪变发射水平的测量方法的流程图,如图1所示,其主要包括如下步骤:
步骤1、取单周波时间窗的三相电压和电流信号的数字量进行离散傅里叶变换,得到单周波的基波电压和基波电流的相量,从而得到被测***三相基波电压和基波电流的有效值和初相位;之后,再移动半周波时间间隔后,取单周波时间窗的三相电压和电流信号的数字量进行下一次离散傅里叶变换。
本发明实施例中,采用同步并行采集方式,采集将被测***供电母线电压和波动性负荷电流的模拟信号,并通过相应的滤波电路后经过同步模数转换电路转换为数字信号。相关的硬件电路如图2所示,图2中的计算机可以用来执行本发明实施例步骤1~步骤4,输入电压电路原理图如图3所示,抗混叠滤波电路原理图如图4所示。
示例性的,该硬件电路对于每个通道的数据采集频率可以为12.8kHz/s,即标准50Hz的正弦波每周波采集256点。通过这样一种硬件电路,将三相(a、b、c)电压ua(t)、ub(t)、uc(t)和电流ia(t)、ib(t)、ic(t)由模拟量转换为数字量ua(n)、ub(n)、uc(n)和ia(n)、ib(n)、ic(n),n为采样序列编号。
本发明实施例中,取单周波时间窗的三相电压和电流信号的数字量进行离散傅里叶变换,得到单周波的基波电压和基波电流的相量,从而得到被测***三相基波电压和基波电流的有效值和初相位;其中,计算被测***三相基波电压和基波电流的有效值的公式为:
其中,N为单周波采样点的个数,j为虚数的单位,u(n)与i(n)分别对应三相电压和电流信号的数字量,其中的n为采样序列编号,与分别对应三相基波电压与基波电流的有效值。
一次离散傅里叶变换的计算结束,再移动半周波时间间隔后,取单周波时间窗的电压和电流信号的数字量进行下一次离散傅里叶变换。
步骤2、根据被测***三相基波电压和基波电流的有效值和初相位进行半周波时间间隔的有功功率和无功功率计算。
m次有功功率Pm的计算公式如下:
m次无功功率Qm的计算公式如下:
Qa,m(1)=Ua(1)Ia(1)sin(θa(1)-βa(1))
Qb,m(1)=Ub(1)Ib(1)sin(θb(1)-βb(1))
Qc,m(1)=Uc(1)Ic(1)sin(θc(1)-βc(1))
Qm=Qa,m(1)+Qb,m(1)+Qc,m(1)
其中,Ua(1),Ub(1),Uc(1)和Ia(1),Ib(1),Ic(1)分别为三相基波电压和电流的有效值;θa(1)、θb(1)、θc(1)和βa(1)、βb(1)、βc(1)分别为三相基波电压和电流的初相位;下标a、b、c依次对应a相、b相、c相;
对单位时间t内计算的半周波时间间隔的有功功率和无功功率做相邻点的差分运算,计算公式为:
式中,Pm和Qm分别为m次有功功率和无功功率的计算值;Pm+1和Qm+1分别为m+1次有功功率和无功功率的计算值;m次与m+1次的计算的时间间隔为半周波。
步骤3、根据被测***基准短路容量计算对应的基准***阻抗,再计算半周波时间间隔的有功功率和无功功率单独注入被测***后引起的电压波动值序列,并对电压波动值序列做离散傅里叶变换,得到不同频率分量的电压波动值。
根据波动性负荷接入电力***电压等级确定被测***的基准短路容量,GBT14549-93《电能质量公用电网谐波》中给出各电压等级的基准短路容量:0.38kV为10MVA;10kV为100MVA,35kV为250MVA,110kV为750MVA。
再结合被测***额定电压UN,计算出被测***基准***阻抗Xs:
从而计算半周波时间间隔的有功功率ΔPm和无功功率ΔQm单独注入被测***后引起的电压波动值序列:
其中,RS为被测***的电阻,一般为RS=XS/p,高压***p取值为7~10。
步骤4、根据视感度传递特性函数对应的视感度系数,将不同频率分量的电压波动值等效到8.8Hz的电压波动值,再利用8.8Hz正弦波电压波动值与闪变的对应关系,计算电压闪变值,从而求出短时闪变和长时闪变的统计值,进而绘制出波动性负荷闪变发射水平曲线。
对单位时间长度的半周波时间间隔的电压波动值序列d(n)做离散傅里叶变换,时间窗取值宽度为6144×2点,对应时长122.88s,基波频率为f1=0.00814Hz,得到不同频率分量的电压波动值D(h):
其中,N为单周波采样点的个数,h=1,…,6144,分别对应的谐波频率分量为hf1。
之后,将不同频率分量的电压波动值等效到8.8Hz的电压波动值:
其中,K(f)为视感度系数,
由IEC 61000-4-15标准中4.10.1给出的公式:
式中:P0.1、P1、P3、P10、P50分别是瞬时闪变视感度超过0.1%、1%、3%、10%、50%时间的觉察单位值。
对于周期性的正弦波电压波动,可考虑P0.1=P1=P3=P10=P50=S(t)
则由等效到8.8Hz的电压波动值计算电压闪变值:
Pst=2.856dequ,8.8;
根据电压闪变值Pst求出每隔10min的短时闪变的统计值Pst,10:
时闪变的统计值Plt由测量时间段内包含的10min短时间闪变值Pst,10计算获得:
其中,Pst,10k为测量时间内第k个短时间闪变值;
根据计算出的短时闪变和长时闪变的的统计值,来绘制出波动性负荷闪变发射水平曲线,然后,可以评估各种波动性负荷对公用电网电压闪变的责任分摊,评价电能质量治理装置对电压闪变的治理效果,更好地对波动性负荷进行电能质量技术监督与管理,减少波动性负荷对电网电压稳定性的影响,保证供用电设备的安全稳定运行。
为了便于理解,下面结合一具体的示例进行说明;需要说明的是,下述示例中所采用的数值仅为举例,用户可根据实际的需求做相应的更改。
本示例为某企业150吨交流电弧炉,该配电***有一段33kV母线,该段母线由一台180MVA变压器供电,现场荷主要负荷为EAF炉、LF炉及SVC装置。某企业150吨交流电弧炉供配电***的测试接线示意图如图5所示。
采用本发明实施例提供的上述方案,测试得到EAF炉、LF炉进线的电流和33kV母线电压的运行数据。
(1)该仪器将电弧炉33kV母线三相电压ua(t)、ub(t)、uc(t)和EAF炉、LF炉进线电流iEAFa(t)、iEAFb(t)、iEAFc(t)、iLFa(t)、iLFb(t)、iLFc(t)由模拟量转换为数字量ua(n)、ub(n)、uc(n)和iEAFa(n)、iEAFb(n)、iEAFc(n)、iLFa(n)、iLFb(n)、iLFc(n),n为采样序列编号。
(2)对单周波时间窗的三相电压和电流信号的数字量进行离散傅里叶变换,得到单周波时间间隔的基波电压和电流相量,根据该相量可以计算33kV母线电压和EAF炉、LF炉进线电流的基波有效值与初相位。
(3)对半周波时间间隔计算得到的33kV母线三相基波电压和EAF炉、LF炉进线电流有效值与初相位进行基波功率计算,得到EAF炉、LF炉三相总有功功率和无功功率,P1和Q1如图6所示,其中,图6a、图6b分别对应EAF炉进线有功功率、EAF炉进线无功功率;图6c、图6d分别对应LF炉进线有功功率、LF炉进线无功功率。
(4)对测量时间内计算的半周波时间间隔三相总有功功率和无功功率做相邻点的差分运算,求得有功功率和无功功率的变化ΔPn和ΔQn,如图7所示,其中,图7a、图7b分别对应EAF炉进线有功功率变化ΔPn、EAF炉进线无功功率变化ΔQn;图7c、图7d分别对应LF炉进线有功功率变化ΔPn、LF炉进线无功功率变化ΔQn。
(5)该***母线为33kV,基准短路容量取250MVA,计算基准***阻抗、电阻为:
根据公式计算EAF炉、LF炉进线在基准短路容量下单独引起33kV母线的电压波动,如图8所示,其中图8a、图8b分别对应EAF炉、LF炉进线电压波动。
(6)对单位时间长度的半周波时间间隔的电压波动值d(n)序列做离散傅里叶变换,时间窗的宽度为6144×2点,对应时长122.88s,对应基波频率f1=0.00814Hz,EAF炉、LF炉进线在基准短路容量下,某一时间段内33kV母线电压波动频谱分布,如图9所示,其中图9a、图9b分别对应EAF炉、LF炉进线电压波动频谱分布。
(7)根据视感度系数K(f)定义:
将时间窗的宽度为6144×2点,对应时长为122.88s的各频率分量的波动值振幅等效到8.8Hz电压波动的计算:
(8)根据122.88s时间内各频率分量等效到8.8Hz电压波动值计算电压短时闪变值:
Pst=2.856dequ,8.8
得到基准短路容量下EAF炉、LF炉进线的电压闪变发射水平曲线,如图10所示,其中图10a、图10b分别对应EAF炉、LF炉基准短路容量闪变趋势图。
(9)根据以上计算的Pst利用下式求出每隔10min的短时闪变值Pst,10:
由上述公式算得的Pst,10短时闪变值,进而画出电弧炉EAF炉、LF炉的闪变发射水平曲线。
由电弧炉EAF炉、LF炉的闪变发射水平测量方法看出,此方法可以评估各种波动性负荷单体设备对公用电网电压闪变的责任分摊,评价电能质量治理装置对电压闪变的治理效果。短时闪变值适用于单一闪变源的干扰评价。对于多闪变源的运行情况,或者工作占空比不定,且长时间运行的单闪变源,必须做出长时间闪变。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例可以通过软件实现,也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解,上述实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM,U盘,移动硬盘等)中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种波动性负荷闪变发射水平的测量方法,其特征在于,包括:
取单周波时间窗的三相电压和电流信号的数字量进行离散傅里叶变换,得到单周波的基波电压和基波电流的相量,从而得到被测***三相基波电压和基波电流的有效值和初相位;之后,再移动半周波时间间隔后,取单周波时间窗的三相电压和电流信号的数字量进行下一次离散傅里叶变换;
根据被测***三相基波电压和基波电流的有效值和初相位进行半周波时间间隔的有功功率和无功功率计算;
根据被测***基准短路容量计算对应的基准***阻抗,再计算半周波时间间隔的有功功率和无功功率单独注入被测***后引起的电压波动值序列,并对电压波动值序列做离散傅里叶变换,得到不同频率分量的电压波动值;
根据视感度传递特性函数对应的视感度系数,将不同频率分量的电压波动值等效到8.8Hz的电压波动值,再利用8.8Hz正弦波电压波动值与闪变的对应关系,计算电压闪变值,从而求出短时闪变和长时闪变的统计值,进而绘制出波动性负荷闪变发射水平曲线。
2.根据权利要求1所述的一种波动性负荷闪变发射水平的测量方法,其特征在于,该方法还包括:采用同步并行采集方式,采集将被测***供电母线电压和波动性负荷电流的模拟信号,并通过相应的滤波电路后经过同步模数转换电路转换为数字信号。
3.根据权利要求1所述的一种波动性负荷闪变发射水平的测量方法,其特征在于,计算被测***三相基波电压和基波电流的有效值的公式为:
<mrow>
<mfenced open = "{" close = "">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mover>
<mi>U</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mover>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>n</mi>
<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
</mrow>
<mrow>
<mi>N</mi>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</munderover>
<mi>u</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>n</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msup>
<mi>e</mi>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mi>j</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mn>2</mn>
<mi>&pi;</mi>
</mrow>
<mi>N</mi>
</mfrac>
</mrow>
</msup>
<mo>=</mo>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>n</mi>
<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
</mrow>
<mrow>
<mi>N</mi>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</munderover>
<mi>u</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>n</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>cos</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mn>2</mn>
<mi>&pi;</mi>
<mi>n</mi>
</mrow>
<mi>N</mi>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mi>j</mi>
<mi> </mi>
<mi>sin</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mn>2</mn>
<mi>&pi;</mi>
<mi>n</mi>
</mrow>
<mi>N</mi>
</mfrac>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mover>
<mi>I</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
</mover>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>n</mi>
<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
</mrow>
<mrow>
<mi>N</mi>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</munderover>
<mi>i</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>n</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msup>
<mi>e</mi>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mi>j</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mn>2</mn>
<mi>&pi;</mi>
</mrow>
<mi>N</mi>
</mfrac>
</mrow>
</msup>
<mo>=</mo>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>n</mi>
<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
</mrow>
<mrow>
<mi>N</mi>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</munderover>
<mi>i</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>n</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>cos</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mn>2</mn>
<mi>&pi;</mi>
<mi>n</mi>
</mrow>
<mi>N</mi>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mi>j</mi>
<mi> </mi>
<mi>sin</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mn>2</mn>
<mi>&pi;</mi>
<mi>n</mi>
</mrow>
<mi>N</mi>
</mfrac>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,N为单周波采样点的个数,j为虚数的单位,u(n)与i(n)分别对应三相电压和电流信号的数字量,其中的n为采样序列编号,与分别对应三相基波电压与基波电流的有效值。
4.根据权利要求1所述的一种波动性负荷闪变发射水平的测量方法,其特征在于,所述进行半周波时间间隔的有功功率和无功功率计算包括:
m次有功功率Pm的计算公式如下:
<mrow>
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>a</mi>
<mo>,</mo>
<mi>m</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>U</mi>
<mi>a</mi>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msub>
<mi>I</mi>
<mi>a</mi>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mi>cos</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>&theta;</mi>
<mi>a</mi>
</msub>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>&beta;</mi>
<mi>a</mi>
</msub>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>b</mi>
<mo>,</mo>
<mi>m</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>U</mi>
<mi>b</mi>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msub>
<mi>I</mi>
<mi>b</mi>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mi>cos</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>&theta;</mi>
<mi>b</mi>
</msub>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>&beta;</mi>
<mi>b</mi>
</msub>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>c</mi>
<mo>,</mo>
<mi>m</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>U</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msub>
<mi>I</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mi>cos</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>&theta;</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>&beta;</mi>
<mi>c</mi>
</msub>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msub>
<mi>P</mi>
<mi>m</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>a</mi>
<mo>,</mo>
<mi>m</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>b</mi>
<mo>,</mo>
<mi>m</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>c</mi>
<mo>.</mo>
<mi>m</mi>
</mrow>
</msub>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
<mo>;</mo>
</mrow>
m次无功功率Qm的计算公式如下:
Qa,m(1)=Ua(1)Ia(1)sin(θa(1)-βa(1))
Qb,m(1)=Ub(1)Ib(1)sin(θb(1)-βb(1))
Qc,m(1)=Uc(1)Ic(1)sin(θc(1)-βc(1))
Qm=Qa,m(1)+Qb,m(1)+Qc,m(1)
其中,Ua(1),Ub(1),Uc(1)和Ia(1),Ib(1),Ic(1)分别为三相基波电压和电流的有效值;θa(1)、θb(1)、θc(1)和βa(1)、βb(1)、βc(1)分别为三相基波电压和电流的初相位;下标a、b、c依次对应a相、b相、c相;
对单位时间t内计算的半周波时间间隔的有功功率和无功功率做相邻点的差分运算,计算公式为:
<mrow>
<mfenced open = "{" close = "">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msub>
<mi>&Delta;P</mi>
<mi>m</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mo>+</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>P</mi>
<mi>m</mi>
</msub>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<msub>
<mi>&Delta;Q</mi>
<mi>m</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>Q</mi>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mo>+</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>Q</mi>
<mi>m</mi>
</msub>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>;</mo>
</mrow>
式中,Pm和Qm分别为m次有功功率和无功功率的计算值;Pm+1和Qm+1分别为m+1次有功功率和无功功率的计算值;m次与m+1次的计算的时间间隔为半周波。
5.根据权利要求1所述的一种波动性负荷闪变发射水平的测量方法,其特征在于,所述计算半周波时间间隔的有功功率和无功功率单独注入被测***后引起的电压波动值序列包括:
根据波动性负荷接入电力***电压等级确定被测***的基准短路容量Sd,再结合被测***额定电压UN,计算出被测***基准***阻抗Xs:
<mrow>
<msub>
<mi>X</mi>
<mi>s</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msup>
<msub>
<mi>U</mi>
<mi>N</mi>
</msub>
<mn>2</mn>
</msup>
</mrow>
<msub>
<mi>S</mi>
<mi>d</mi>
</msub>
</mfrac>
<mo>;</mo>
</mrow>
从而计算半周波时间间隔的有功功率ΔPm和无功功率ΔQm单独注入被测***后引起的电压波动值序列:
<mrow>
<mi>d</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>n</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<msub>
<mi>R</mi>
<mi>s</mi>
</msub>
<msub>
<mi>&Delta;P</mi>
<mi>m</mi>
</msub>
<mo>+</mo>
<msub>
<mi>X</mi>
<mi>s</mi>
</msub>
<msub>
<mi>&Delta;Q</mi>
<mi>m</mi>
</msub>
</mrow>
<msubsup>
<mi>U</mi>
<mi>N</mi>
<mn>2</mn>
</msubsup>
</mfrac>
<mo>&times;</mo>
<mn>100</mn>
<mi>%</mi>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,RS为被测***的电阻。
6.根据权利要求1所述的一种波动性负荷闪变发射水平的测量方法,其特征在于,所述对电压波动值序列做离散傅里叶变换,得到不同频率分量的电压波动值包括:
对单位时间长度的半周波时间间隔的电压波动值序列d(n)做离散傅里叶变换,时间窗取值宽度为6144×2点,对应时长122.88s,基波频率为f1=0.00814Hz,得到不同频率分量的电压波动值D(h):
<mrow>
<mi>D</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>h</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>n</mi>
<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
</mrow>
<mrow>
<mi>N</mi>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</munderover>
<mi>d</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>n</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msup>
<mi>e</mi>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mi>j</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mn>2</mn>
<mi>&pi;</mi>
<mi>n</mi>
<mi>h</mi>
</mrow>
<mi>N</mi>
</mfrac>
</mrow>
</msup>
<mo>=</mo>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>n</mi>
<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
</mrow>
<mrow>
<mi>N</mi>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</munderover>
<mi>d</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>n</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>cos</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mn>2</mn>
<mi>&pi;</mi>
</mrow>
<mi>N</mi>
</mfrac>
<mi>n</mi>
<mi>h</mi>
<mo>-</mo>
<mi>j</mi>
<mi> </mi>
<mi>sin</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mn>2</mn>
<mi>&pi;</mi>
</mrow>
<mi>N</mi>
</mfrac>
<mi>n</mi>
<mi>h</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
其中,N为单周波采样点的个数,h=1,...,6144,分别对应的谐波频率分量为hf1。
7.根据权利要求6所述的一种波动性负荷闪变发射水平的测量方法,其特征在于,所述根据视感度传递特性函数对应的视感度系数,将不同频率分量的电压波动值等效到8.8Hz的电压波动值,再利用8.8Hz正弦波电压波动值与闪变的对应关系,计算电压闪变值,从而求出短时闪变和长时闪变的的统计值,进而绘制出波动性负荷闪变发射水平曲线包括:
将不同频率分量的电压波动值等效到8.8Hz的电压波动值:
<mrow>
<msub>
<mi>d</mi>
<mrow>
<mi>e</mi>
<mi>q</mi>
<mi>u</mi>
<mo>,</mo>
<mn>8.8</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>h</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mn>6144</mn>
</munderover>
<msup>
<mi>K</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>(</mo>
<mrow>
<msub>
<mi>hf</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
</mrow>
<mo>)</mo>
<msup>
<mi>D</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>(</mo>
<mrow>
<msub>
<mi>hf</mi>
<mn>1</mn>
</msub>
</mrow>
<mo>)</mo>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mn>2</mn>
</mfrac>
</msup>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,K(f)为视感度系数;
由等效到8.8Hz的电压波动值计算电压闪变值:
Pst=2.856dequ,8.8;
根据电压闪变值Pst求出每隔10min的短时闪变的统计值Pst,10:
<mrow>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mi>t</mi>
<mo>,</mo>
<mn>10</mn>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<mroot>
<mrow>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mn>4</mn>
</mfrac>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>j</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mn>4</mn>
</munderover>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mi>t</mi>
<mi>j</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>3</mn>
</msup>
</mrow>
<mn>3</mn>
</mroot>
<mo>;</mo>
</mrow>
时闪变的统计值Plt由测量时间段内包含的10min短时间闪变值Pst,10计算获得:
<mrow>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>l</mi>
<mi>t</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>=</mo>
<mroot>
<mrow>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mn>12</mn>
</mfrac>
<munderover>
<mo>&Sigma;</mo>
<mrow>
<mi>k</mi>
<mo>=</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mn>12</mn>
</munderover>
<msup>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub>
<mi>P</mi>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mi>t</mi>
<mo>,</mo>
<mn>10</mn>
<mi>k</mi>
</mrow>
</msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>3</mn>
</msup>
</mrow>
<mn>3</mn>
</mroot>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中,Pst,10k为测量时间内第k个短时间闪变值;
根据计算出的短时闪变和长时闪变的的统计值,来绘制出波动性负荷闪变发射水平曲线。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710724361.4A CN107390014B (zh) | 2017-08-22 | 2017-08-22 | 波动性负荷闪变发射水平的测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710724361.4A CN107390014B (zh) | 2017-08-22 | 2017-08-22 | 波动性负荷闪变发射水平的测量方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107390014A true CN107390014A (zh) | 2017-11-24 |
CN107390014B CN107390014B (zh) | 2020-03-10 |
Family
ID=60353916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710724361.4A Active CN107390014B (zh) | 2017-08-22 | 2017-08-22 | 波动性负荷闪变发射水平的测量方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107390014B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112834807A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-05-25 | 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 | 一种基于瞬时功率的闪变发射水平测量方法及装置 |
CN113625074A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-11-09 | 深圳供电局有限公司 | 暂态电能质量扰动引起长时闪变超标的判别方法和装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101762743A (zh) * | 2009-12-31 | 2010-06-30 | 上海宝钢安大电能质量有限公司 | 基于正序分量计量的三相电量测量方法 |
CN103926456A (zh) * | 2014-04-10 | 2014-07-16 | 宁波恒力达科技有限公司 | 基于改进fft的闪变值计算方法及逆变器 |
US8988551B2 (en) * | 2012-05-02 | 2015-03-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for detecting flicker in camera module |
CN105022012A (zh) * | 2014-04-24 | 2015-11-04 | 国家电网公司 | 数字式电能质量监测终端的闪变精度检测方法及*** |
CN105675956A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-06-15 | 湖南大学 | 一种基于加窗插值短时傅里叶变换的电压闪变检测方法 |
-
2017
- 2017-08-22 CN CN201710724361.4A patent/CN107390014B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101762743A (zh) * | 2009-12-31 | 2010-06-30 | 上海宝钢安大电能质量有限公司 | 基于正序分量计量的三相电量测量方法 |
US8988551B2 (en) * | 2012-05-02 | 2015-03-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for detecting flicker in camera module |
CN103926456A (zh) * | 2014-04-10 | 2014-07-16 | 宁波恒力达科技有限公司 | 基于改进fft的闪变值计算方法及逆变器 |
CN105022012A (zh) * | 2014-04-24 | 2015-11-04 | 国家电网公司 | 数字式电能质量监测终端的闪变精度检测方法及*** |
CN105675956A (zh) * | 2016-01-22 | 2016-06-15 | 湖南大学 | 一种基于加窗插值短时傅里叶变换的电压闪变检测方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
中国国家标准化管理委员会: "《GB12326-2008电能质量电压波动和闪变》", 18 June 2008 * |
张锐,等: "基于小波变换提高短时闪变严重度计算精度的方法", 《电力自动化设备》 * |
朱明星,等: "关于电能质量国标中电压变动限值的探讨", 《大功率变流技术》 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112834807A (zh) * | 2021-01-08 | 2021-05-25 | 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 | 一种基于瞬时功率的闪变发射水平测量方法及装置 |
CN112834807B (zh) * | 2021-01-08 | 2022-05-03 | 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 | 一种基于瞬时功率的闪变发射水平测量方法及装置 |
CN113625074A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-11-09 | 深圳供电局有限公司 | 暂态电能质量扰动引起长时闪变超标的判别方法和装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107390014B (zh) | 2020-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109449920B (zh) | 一种低压配电网理论线损计算方法 | |
Girbau-Llistuella et al. | Flicker mitigation by reactive power control in wind farm with doubly fed induction generators | |
CN103715684A (zh) | 一种评估励磁涌流引发电压严重畸变风险的方法 | |
CN104316894A (zh) | 一种电能表实际运行环境的仿真校验方法 | |
CN103577633A (zh) | 一种基于地电位升高的变压器直流偏磁模拟及抑制方法 | |
CN106526312A (zh) | 基于r‑v (ⅲ)窗fft双峰插值的电能计量方法 | |
CN104484729A (zh) | 用于电网节能项目的节能计算与分析*** | |
CN105891612A (zh) | 一种三相不平衡治理效果量化评估方法 | |
CN109870615B (zh) | 适用于工矿企业的谐波责任评定方法 | |
Bhadane et al. | A comprehensive study of harmonic pollution in large penetrated grid-connected wind farm | |
CN107390014A (zh) | 波动性负荷闪变发射水平的测量方法 | |
Mendonça et al. | Wind farm and system modelling evaluation in harmonic propagation studies | |
Wang et al. | A novel directional element for transmission line connecting inverter-interfaced renewable energy power plant | |
CN112561312B (zh) | 一种基于电能质量因素的配电网线损计算方法及*** | |
CN108490248B (zh) | 一种电压监视与电压保护装置 | |
CN116488241A (zh) | 一种基于分布式电源的配电网线损分析方法 | |
Abdelrahman et al. | Probabilistic assessment of the impact of distributed generation and non-linear load on harmonic propagation in power networks | |
CN201489052U (zh) | 高压电能计量装置 | |
CN104749453A (zh) | 降低外网单相接地故障对用户电压暂降影响的方法 | |
CN102684197A (zh) | 一种非线性负载谐波风险评估*** | |
Barbulescu et al. | Electric power quality issues: Harmonic analysis for real network | |
da Silva et al. | Harmonic Interaction Effects on Power Quality and Electrical Energy Measurement System | |
Ma et al. | Harmonie evaluation of grid with multiple harmonic sources based on DIgSILENT | |
Vasconcellos et al. | A strategy for voltage regulation in Eolic systems | |
Overett | Assessment of the harmonic behaviour of a utility-scale photovoltaic plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |