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专利名称：谐波源闪变源实时定位仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种谐波源闪变源实时定位仪，属于电能质量监测技术领域。
背景技术：
电力系统谐波和闪变的监测是电能质量监测的主要内容，谐波和闪变的监测已得到科研和应用领域的广泛重视，国际标准(如IEC标准)、国家标准早已建立，监测谐波和闪变的仪器也方兴未艾。监测谐波和闪变的主要目的是治理谐波和闪变，治理谐波和闪变最好能弄清谐波
源和闪变源在哪里。但是，众多的电能质量监测仪器中，至今仍缺少谐波源和闪变源的专用定位仪器。谐波源的定位已经发表了一些较为有效的方法，而闪变源的定位至今仍罕见有效方法。

实用新型内容本实用新型的目的就在于针对现有技术的不足提出一种谐波源闪变源实时定位仪(下文简称‘定位仪’)，把谐波和闪变特征参数的测量与谐波源和闪变源的定位综合在一个仪器上，突出谐波源和闪变源的定位。本实用新型具体采用如下技术方案一种谐波源闪变源实时定位仪，它安装在电力系统的供电侧与用户侧的公共连接点，用于实时测量谐波和闪变的特征参数、实时侦测谐波源和闪变源的方位，其特征是(I)包含I个模数转换�？锳DC——将公共连接点的电压和电流信号转化为数字量送到谐波闪变特征参数计算�？镠FC ；(2)包含I个谐波闪变特征参数计算�？镠FC—实时计算谐波和闪变的特征参数；所述特征参数包括谐波子群功率和间谐波子群功率；(3)包含I个谐波源闪变源识别�？镠FI——根据谐波和闪变的特征参数确定谐波源和闪变源的方位；(4)包含I个谐波源指示器和I个闪变源指示器一指示谐波源方向和闪变源方向。谐波和闪变特征参数主要指电压(流)畸变率、电压(流)谐波幅值和相角、电压(流)间谐波幅值和相角、电压短(长)时闪变、基波有功功率、谐波有功功率、谐波子群功率、间谐波子群功率等。谐波子群功率和间谐波子群功率是本实用新型特有的。本实用新型的谐波源闪变源实时定位仪，将谐波和闪变特征参数的测量与谐波源和闪变源的定位综合在一起，能够同时提供谐波和闪变的实时监测，对于治理谐波和闪变
具有重要意义。
图I是谐波源闪变源实时定位仪安装位置示意图；图2是谐波源闪变源实时定位仪结构图。
具体实施方式
本实用新型涉及一种用于智能电网电能质量监测的谐波源闪变源实时定位仪，其主要功能是实时测量电力系统的谐波和闪变的特征参数，实时侦测谐波源和闪变源的方位。对单台定位仪——‘定位’的作用主要指确定谐波源和闪变源的方位，但是如果合理配置多台定位仪——就能确定谐波源和闪变源的具体位置。 定位仪一般安装在电力系统的供电侧与用户侧的公共连接点(简称PCC)——参见附图1，为了清晰明了，图中只画出了一相一由此不难推广到三相，实际上，谐波源闪变源实时定位仪可以是单相的也可以是三相的。定位仪可以分别指示谐波源和闪变源在供电侧还是在用户侧？这样在电网的关键PCC上合理配置若干台定位仪，就能确定谐波源和闪变源的具体位置。定位仪的结构如附图2，定位仪的输入是PCC的电压信号(经TV)和电流信号(经TA)，定位仪将电压和电流信号经内部PT (CT)和模数转换�？锳DC转化为数字量送到谐波闪变特征参数计算�？镠FC，HFC实时计算谐波和闪变的特征参数，谐波和闪变的特征参数送到谐波源闪变源识别模块HFI，HFI根据谐波和闪变的特征参数确定谐波源和闪变源的方位。LCD显示谐波和闪变的特征参数，谐波源指示器指示谐波源方向，闪变源指示器指示闪变源方向，通信口可将定位仪的信息远传。HFI确定谐波源闪变源方位的原则是总谐波源方向当总谐波有功功率与基波有功功率符号相同时指示总谐波源正向——谐波源在供电侧，否则指示反向——谐波源在用电侧。各次谐波源方向当某次谐波有功功率与基波有功功率符号相同时指示该次谐波源正向——该次谐波源在供电侧，否则指示反向——该次谐波源在用电侧。闪变源方向当总间谐波有功功率与基波有功功率符号相同时指示正向一闪变源在供电侧，否则指示反向一闪变源在用电侧。其中，谐波源的定位是在已有的‘有功功率定位法’的基础上改进的，改进之处包括(1)谐波功率的大小和方向都是实时测量的，(2)定义了一个新概念——‘谐波子群功
^±7，
率 o闪变源的定位采用自创的‘间谐波功率法’，它来源于发明人的一个认识电网电压(流)的间谐波信息一定包含在电压(流)的包络之中，反之，电网电压的闪变(包络)一定主要来源于电压间谐波一详细论证参见本说明书的附录。. HFC的主要工作HFC实时计算谐波和闪变的特征参数,这样的计算是连续不断的、一次接一次的，每次计算都基于一个新的数据窗口一当前采集到的电压、电流采样序列。HFC的工作包括I)连续同步采样电压、电流信号Jf个周波共I个采样点，同步采样就是采样周期相等且采样频率是电网频率的整数倍。PLL (锁相环)的作用是频率跟踪——让采样频率始终是电网频率的整数倍。实际上，PLL存在跟踪误差，跟踪误差会造成‘频谱泄漏’。IEC61000-4-30要求频率跟踪误差小于万分之三。将当前采样到的电压、电流采样序列记
为U(I), a(2),
1(1),i(2),其中, L (2M +1),#是信号中最高次谐波的次数。IEC61000-4-7规定f = 10、M = M,这样用FFT (快速Fourier变换)求出的间谐波的分辨率就是d I次。2)分别对电压、电流采样序列实施FFT，得到f x|f个频点的电压、电流谐波幅值和相角，I/ = 10>M = 50时-VXM = 500, 500个频点的电压谐波幅值和相角为
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f#i fc ’ -，’ 釋画 ^iii ’ *" 9m ,姻500个频点的电流谐波幅值和相角为
, …’ *m ’ hn ,…* Aoo ,…，Um，hm
fci義广_馬0#紐二,_義亀其中，下标能被= IQ)整除的对应整次谐波，其它对应间谐波。3)对电压采样序列实施IEC61000-4-15的闪变算法，得到短时闪变##)和长时闪
变(-尸");4)将2)和3)得到的测量数据上传给HFI。. HFI的主要工作HFI的主要工作是实时确定谐波源和闪变源的方位，具体包括2. I计算各类有功功率I)总有功功率理论上，总有功功率是基波有功功率与总谐波有功功率之和，总谐波有功功率是各整次谐波有功功率与总间谐波有功功率之和。用数字积分算法从电压、电流采样序列直接求出总有功功率
F = l￡u(/)i(i)
^ 1-1[0050]2)基波有功功率
权利要求1.一种谐波源闪变源实时定位仪，它安装在电カ系统的供电侧与用户侧的公共连接点，用于实时测量谐波和闪变的特征參数、实时侦测谐波源和闪变源的方位，其特征是 (1)包含I个模数转换�？锳DC——将公共连接点的电压和电流信号转化为数字量送到谐波闪变特征參数计算�？镠FC ； (2)包含I个谐波闪变特征參数计算模块HFC——实时计算谐波和闪变的特征參数； 所述特征參数包括谐波子群功率和间谐波子群功率； (3)包含I个谐波源闪变源识别�？镠FI——根据谐波和闪变的特征參数确定谐波源和闪变源的方位； (4)包含I个谐波源指示器和I个闪变源指示器——指示谐波源方向和闪变源方向。
专利摘要本实用新型公开一种谐波源闪变源实时定位仪，定位仪安装在电力系统的供电侧与用户侧的公共连接点，将电压和电流信号经模数转换�？锳DC转化为数字量送到谐波闪变特征参数计算模块HFC，HFC实时计算谐波和闪变的特征参数，谐波源闪变源识别�？镠FI根据谐波和闪变的特征参数确定谐波源和闪变源的方位。谐波源指示器指示谐波源方向，闪变源指示器指示闪变源方向。本实用新型将谐波和闪变特征参数的测量与谐波源和闪变源的定位综合在一起，能够同时提供谐波和闪变的实时监测，对于治理谐波和闪变具有重要意义。
文档编号G01R31/08GK202512198SQ20122014195
公开日2012年10月31日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日
发明者张绍勇, 王柏林 申请人:河海大学