諧波阻抗測量及諧波輻射水平(高峰論壇)

諧波阻抗測量及諧波輻射水平諧波阻抗的測量方法單一干擾負(fù)荷的諧波發(fā)射水平主要內(nèi)容1諧波電流注入法測量諧波阻抗在公共連接點(diǎn)（PCC）注入諧波電流，同時(shí)測量該點(diǎn)的諧波電壓，通過測量結(jié)果進(jìn)行計(jì)算。由于系統(tǒng)存在背景諧波，因此注入非整數(shù)的諧波電流（間諧波電流），通過測量得到的各點(diǎn)間諧波阻抗，利用插值方法得到諧波阻抗。1.1測量原理

~PCCIZshUsh1.2三相系統(tǒng)的測量原理~~~Ush_AUsh_BUsh_CZAAZBBZCCZTIAIBICUAUBUCZBAZABZBCZCBZCAZACPAPBPCPT對三相系統(tǒng)：1.2三相系統(tǒng)的測量原理在間諧波頻率下的背景諧波可以忽略，因此間諧波下：1.2三相系統(tǒng)的測量原理利用頻譜分析技術(shù)，阻抗

的計(jì)算公式為

這里

分別時(shí)電壓UA,UB,UC與注入電流I的平均互功率譜，而

是注入電流的自功率譜。i,j=A,B,C1.2三相系統(tǒng)的測量原理相關(guān)函數(shù)（Acoherencefunction）CHij

根據(jù)下式計(jì)算得出，用以前面得到的阻抗測量的質(zhì)量因子。i,j=A,B,C1.2三相系統(tǒng)的測量原理在得到阻抗矩陣

后，可以轉(zhuǎn)化為對稱分量性質(zhì)的阻抗矩陣

1.2三相系統(tǒng)的測量原理Hydro-Québec1.3測量實(shí)例大容量的諧波注入源體積龐大，成本高昂。1.4存在的問題2投切輔助并聯(lián)元件測量諧波阻抗通過投切輔助并聯(lián)元件如并聯(lián)電容器組，電抗器等元件，通過測量輔助并聯(lián)元件投切前后的電波電流和電壓的變化來計(jì)算出系統(tǒng)的諧波阻抗。3諧波電流和電壓增量法

測量諧波阻抗通過測量系統(tǒng)非線性負(fù)荷變化過程中的諧波電壓和電流的增量來測量計(jì)算諧波電壓。本質(zhì)上同也要利用輔助元件的投切，或者通過諧波源負(fù)荷的變化進(jìn)行測量，比如軋機(jī)系統(tǒng)的周期性波動負(fù)荷。3.1問題的提出比利時(shí)烈日大學(xué)提出理論、布魯塞爾自由大學(xué)實(shí)施。目的：評估諧波源的干擾水平，確定諧波源對諧波干擾水平的“貢獻(xiàn)”手段：需要測量系統(tǒng)諧波阻抗3.2前人的工作理論：根據(jù)楊洪耕博士在Liege大學(xué)的博士論文。布魯塞爾自由大學(xué)J.C.MAUN的技術(shù)團(tuán)隊(duì)提出諧波評估的新理論。依據(jù)理論開發(fā)Qwave（一套測量電能質(zhì)量的裝置），進(jìn)行諧波阻抗的測量實(shí)踐。3.3測量諧波阻抗的原理假定有三個(gè)連續(xù)的采樣窗口a，b，c假定在此期間的Esh和Zsh不變每個(gè)采樣窗口10個(gè)周波3.3測量諧波阻抗的原理諧波阻抗：3.3測量諧波阻抗的原理3.4存在的問題測量結(jié)果的分散性大甚至于測量到的阻抗實(shí)部為負(fù)數(shù)已知儀器的測量精度滿足要求可能的問題在哪里？由于采樣頻率是通過裝置內(nèi)部的鎖相環(huán)PLL來鎖定跟蹤系統(tǒng)頻率，采樣頻率fs相對于系統(tǒng)頻率f有一個(gè)延時(shí)（約200ms，10個(gè)周波）。02

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03.4.1波形采樣的截?cái)嗾`差3.4.2信號的同步問題電網(wǎng)的頻率是變化的不同窗口的測量要求“歸一”到同一參考波形，系統(tǒng)穩(wěn)定的周期的波形系統(tǒng)頻率變化導(dǎo)致的采樣窗口和頻率變化以及初相角的調(diào)整00上圖：系統(tǒng)周期下圖：實(shí)際的采樣周期3.4.2信號的同步問題實(shí)際現(xiàn)場的基波阻抗測量結(jié)果：3.4.3實(shí)際測量的分散性3.5分析結(jié)果測量中要求電壓和電流相量是參考同一個(gè)參考相量分析原始的電壓和電流相量測量結(jié)果，發(fā)現(xiàn):每次測量采樣窗口a與c之間的電壓和電流幅值相同，但是之間的相角差變化不一。而相角差主要由于頻率突變引起。尋找頻率變化的原因。3.6誤差理論相角差的計(jì)算公式測量過程中同時(shí)采集頻率數(shù)據(jù)，并計(jì)算因?yàn)椋憾谪?fù)荷阻抗的變化過程中3.6.1頻率測量結(jié)果的不穩(wěn)定負(fù)荷阻抗的變化會引起電壓相角和幅值的跳變，從而引起頻率測量結(jié)果的跳變3.6.1頻率測量結(jié)果的不穩(wěn)定頻率采樣窗口3.6.1頻率測量結(jié)果的不穩(wěn)定3.7同步問題引起的阻抗測量誤差

推導(dǎo)結(jié)果理論分析結(jié)果3.7同步問題引起的阻抗測量誤差分析動模實(shí)際測量的阻抗誤差曲線02468101214161820-60-40-200204060

UsEs(%)|

Zs|

|Zs|（%)3.7同步問題引起的阻抗測量誤差分析動模的阻抗相角誤差測量結(jié)果02468101214161820-20-15-10-505101520

UsEs(%)Zs的角度誤差度3.7同步問題引起的阻抗測量誤差分析3.8諧波阻抗測量結(jié)果動模測量結(jié)果測量模型及原理動模上的諧波阻抗測量結(jié)果

3.8諧波阻抗測量結(jié)果現(xiàn)場實(shí)際的諧波阻抗測量結(jié)果3.9提高阻抗測量精度的方法相角差的測量結(jié)果服從正態(tài)分布，通過大量的測量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以使即：大量阻抗測量的平均值就是阻抗的真值動模的測量結(jié)果統(tǒng)計(jì)（平均）510150102030405060708090100A相B相C相(

)(

)RjXh＝157111317192325293.9實(shí)際測量統(tǒng)計(jì)結(jié)果動模網(wǎng)絡(luò)諧波阻抗測量統(tǒng)計(jì)值hphaseAphaseBphaseC11.8124+3.3726i1.8317+3.4111i1.8163+3.3792i52.4134+16.3326i2.4750+16.5382i2.3711+16.4238i72.5824+22.7566i2.6032+23.0106i2.6104+22.9038i113.9193+35.7959i4.2519+36.0995i3.9364+36.0650i134.8208+42.5852i4.9244+43.0166i5.0164+42.8053i176.5065+54.8013i6.9472+55.3031i6.7706+55.0451i198.1739+60.6355i8.3515+61.7974i8.8899+61.0969i2310.1959+72.6231i11.0093+73.9633i9.9501+73.2929i259.9977+78.2589i11.3953+79.7116i11.2543+78.3472i2912.4625+90.3665i14.4694+91.5081i13.1396+91.2906i3.9實(shí)際測量統(tǒng)計(jì)結(jié)果現(xiàn)場測量結(jié)果圖示3.9實(shí)際測量統(tǒng)計(jì)結(jié)果現(xiàn)場測量的諧波阻抗統(tǒng)計(jì)值hphaseAphaseCphaseC10.0080+0.0076i0.0074+0.0077i0.0078+0.0073i3-0.0488+0.0061i0.0088+0.0319i-0.0509+0.0401i50.0181+0.0725i0.0165+0.0715i0.0183+0.0719i70.0432+0.1033i0.0495+0.1036i0.0492+0.0944i90.2001+0.0880i0.0705-0.0074i0.0139-0.5133i110.1264+0.2916i0.0622+0.3042i0.1190+0.2836i130.4220+0.2660i0.3139+0.1288i0.2792+0.2859i152.0228-0.6270i1.0965-0.9231i-1.0240-0.2873i170.1547-0.1635i0.4115-0.1413i0.3607-0.0538i19-0.0081-0.4547i0.0734-0.3358i-0.0008-0.5622i21-0.2705-0.0855i0.1158-1.7415i1.9058+0.1305i230.0243-0.0466i0.0479-0.1926i-0.0033-0.2034i250.0539-0.0797i0.1136-0.1632i-0.0073-0.1641i27-0.5684-1.0517i0.5374+0.2987i-0.4509-0.1044i290.0459-0.0828i0.0905-0.3839i0.0239-0.3222i