一種配電網(wǎng)諧波治理降損效果實(shí)證方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種配電網(wǎng)諧波治理降損效果實(shí)證方法，包括：采集諧波治理前后的配電網(wǎng)損耗量測(cè)數(shù)據(jù)；通過(guò)對(duì)前后兩次量測(cè)值的折算對(duì)比，用得到的差額量直接驗(yàn)證諧波治理的降損效果。本發(fā)明所述配電網(wǎng)諧波治理降損效果實(shí)證方法，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中損耗大、供電可靠性差和成本高等缺陷，以實(shí)現(xiàn)損耗小、供電可靠性好和成本低的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種配電網(wǎng)諧波治理降損效果實(shí)證方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電能質(zhì)量與節(jié)能降損相結(jié)合的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種配電網(wǎng)諧 波治理降損效果實(shí)證方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 諧波電流流入電網(wǎng)會(huì)在變壓器和線(xiàn)路上產(chǎn)生諧波電壓降，疊加在正弦波的電網(wǎng)電 壓上，造成電網(wǎng)電壓的畸變。特別是當(dāng)供電設(shè)施的供電容量同用戶(hù)用電設(shè)備非線(xiàn)性負(fù)載的 用電容量相比差別不大時(shí)，用電設(shè)備得到的電壓波形畸變較大。供電電壓的畸變反過(guò)來(lái)又 會(huì)在線(xiàn)性負(fù)載上產(chǎn)生高次諧波電流，使正常負(fù)載也產(chǎn)生額外的附加損耗，在交流電動(dòng)機(jī)中 這種現(xiàn)象就尤為突出。
[0003] 諧波電壓的存在增加了變壓器的磁滯損耗、渦流損耗及絕緣的電場(chǎng)強(qiáng)度，諧波電 流的存在增加了變壓器的銅損。與此同時(shí)，由于諧波次數(shù)高頻率上升，將導(dǎo)致線(xiàn)路的交流電 阻增大。濾除諧波電流，減少諧波畸變無(wú)功，就會(huì)減少負(fù)載中的這種額外的附加損耗，因而， 消除諧波將可有效降低變壓器和線(xiàn)路的損耗。
[0004] 雖然目前市場(chǎng)上的各類(lèi)濾波器已經(jīng)應(yīng)用于諧波治理中，并且在配電網(wǎng)的諧波網(wǎng)絡(luò) 損耗的治理中取得了有效效果，但是關(guān)于諧波治理對(duì)于降低諧波損耗量化解析的相關(guān)研宄 仍存在不足，沒(méi)有將諧波損耗的量測(cè)方法研宄和諧波治理節(jié)能效果的量化研宄結(jié)合起來(lái)， 對(duì)諧波治理后效果評(píng)估進(jìn)行評(píng)判。而對(duì)配電網(wǎng)諧波治理效果評(píng)估技術(shù)的評(píng)判，優(yōu)劣主要表 現(xiàn)在實(shí)證方法的合理性及計(jì)算或測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性方面。
[0005] 關(guān)于諧波治理前后節(jié)能降損效果評(píng)估技術(shù)，目前市場(chǎng)上的各類(lèi)濾波器已應(yīng)用于諧 波治理中，可有效減小配電網(wǎng)的諧波網(wǎng)絡(luò)損耗。國(guó)內(nèi)相關(guān)學(xué)者提出通過(guò)利用疑似諧波注入 節(jié)點(diǎn)輔助的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞ǚ治鼍W(wǎng)絡(luò)可觀性的方法，用于量測(cè)點(diǎn)少或量測(cè)點(diǎn)分離等諧波狀態(tài)局 部可觀電網(wǎng)的分析計(jì)算，或者提出了通過(guò)建立計(jì)算諧波損耗的簡(jiǎn)易模型，進(jìn)行電網(wǎng)諧波損 耗的估算方法的研宄。
[0006] 在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在損耗大、供電可靠性差 和成本高等缺陷。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種配電網(wǎng)諧波治理降損效果實(shí)證方法， 以實(shí)現(xiàn)損耗小、供電可靠性好和成本低的優(yōu)點(diǎn)。
[0008] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種配電網(wǎng)諧波治理降損效果實(shí)證 方法，包括：
[0009] a、采集諧波治理前后的配電網(wǎng)損耗量測(cè)數(shù)據(jù)；
[0010] b、通過(guò)對(duì)前后兩次量測(cè)值的折算對(duì)比，用得到的差額量直接驗(yàn)證諧波治理的降損 效果。
[0011] 進(jìn)一步地，所述步驟b，具體包括：
[0012] bl、將兩個(gè)量測(cè)日的基波損耗值化歸至同一基準(zhǔn)，在一定程度上即是將該兩個(gè)典 型量測(cè)日的負(fù)荷狀態(tài)化歸于同一水平；
[0013] b2、在集膚效應(yīng)的作用下，諧波損耗為基波損耗的K倍，對(duì)于不同電氣設(shè)備的不同 類(lèi)別的諧波損耗，K值會(huì)有所不同；在諧波損耗中只考慮變壓器繞組附加損耗、變壓器鐵心 的磁滯附加損耗、變壓器鐵心的渦流附加損耗和線(xiàn)路導(dǎo)體附加損耗；通過(guò)TTU等配變終端 監(jiān)測(cè)設(shè)備得到諧波治理前后諧波含有量HRIn，通過(guò)分析計(jì)算得到K值；
[0014] b3、基于計(jì)算得到的K值，找出基波損耗和諧波損耗的關(guān)系，再將基波損耗統(tǒng)一至 同一基準(zhǔn)，得到諧波損耗折算值；
[0015] b4、最終將折算值與量測(cè)值進(jìn)行比較，得到諧波治理為配電網(wǎng)節(jié)約的真實(shí)電量值。
[0016] 進(jìn)一步地，所述步驟b2,具體包括：
[0017] ⑴在集膚效應(yīng)的作用下，以基波損耗為基準(zhǔn)，分析得到諧波損耗的倍數(shù)K;諧波 環(huán)境下，在集膚效應(yīng)的影響下，導(dǎo)體各次諧波阻抗為：
[0018]

【權(quán)利要求】
1. 一種配電網(wǎng)諧波治理降損效果實(shí)證方法，其特征在于，包括： a、 采集諧波治理前后的配電網(wǎng)損耗量測(cè)數(shù)據(jù)； b、 通過(guò)對(duì)前后兩次量測(cè)值的折算對(duì)比，用得到的差額量直接驗(yàn)證諧波治理的降損效 果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)諧波治理降損效果實(shí)證方法，其特征在于，所述步驟 b，具體包括： bl、將兩個(gè)量測(cè)日的基波損耗值化歸至同一基準(zhǔn)，在一定程度上即是將該兩個(gè)典型量 測(cè)日的負(fù)荷狀態(tài)化歸于同一水平； b2、在集膚效應(yīng)的作用下，諧波損耗為基波損耗的K倍，對(duì)于不同電氣設(shè)備的不同類(lèi)別 的諧波損耗，K值會(huì)有所不同；在諧波損耗中只考慮變壓器繞組附加損耗、變壓器鐵心的磁 滯附加損耗、變壓器鐵心的渦流附加損耗和線(xiàn)路導(dǎo)體附加損耗；通過(guò)TTU等配變終端監(jiān)測(cè) 設(shè)備得到諧波治理前后諧波含有量HRIn，通過(guò)分析計(jì)算得到K值； b3、基于計(jì)算得到的K值，找出基波損耗和諧波損耗的關(guān)系，再將基波損耗統(tǒng)一至同一 基準(zhǔn)，得到諧波損耗折算值； b4、最終將折算值與量測(cè)值進(jìn)行比較，得到諧波治理為配電網(wǎng)節(jié)約的真實(shí)電量值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的配電網(wǎng)諧波治理降損效果實(shí)證方法，其特征在于，所述步驟 b2,具體包括： (1)在集膚效應(yīng)的作用下，以基波損耗為基準(zhǔn)，分析得到諧波損耗的倍數(shù)K;諧波環(huán)境 下，在集膚效應(yīng)的影響下，導(dǎo)體各次諧波阻抗為：
式中，^為導(dǎo)體中n次諧波電流所對(duì)應(yīng)的電阻，n為諧波次數(shù) a)變壓器的銅耗 考慮集膚效應(yīng)時(shí)，根據(jù)式（1)，變壓器銅耗APeuS:
式中，1。各次諧波電流；n= 1時(shí)，Ii表示基波電流；ri為變壓器繞組基波電阻；HRI"為 各次諧波含量，是指各次諧波電流與基波電流的比值，即表示為HRIn; 由此可得，變壓器的銅損耗由兩部分構(gòu)成，第一部分為基本的銅損耗，是由基波電流產(chǎn) 生的；第二部分為諧波損耗，它是基波損耗的K倍，即：
式中，€為n次諧波的磁滯損耗標(biāo)值；為第n次諧波的磁滯損耗；n為諧波次 、npu 數(shù)，n= 1表示基波；為磁通密度n次諧波最大值；1"為磁化電流的第n次諧波峰值；Ph為總渦流損耗，則總鐵耗為：
在磁滯損耗中，諧波造成的附件損耗是基本損耗的K倍：
在渦流損耗中，諧波造成的附件損耗是基本損耗的K倍，此時(shí)K系數(shù)為：
c)諧波損耗的附加倍數(shù) 通過(guò)變壓器銅耗和鐵耗分析可知，考慮諧波及集膚效應(yīng)時(shí)，無(wú)論是銅耗還是鐵耗，無(wú)論 是磁滯損耗還是渦流損耗，諧波造成的附件損耗具有相同的形式：
式中，PH為諧波損耗；Pi為基波損耗；n為諧波次數(shù)；HRIn為第n次諧波含有量；CC2 為指數(shù)，不同設(shè)備、不同含義的附加損耗指數(shù)不同。 (2) 選取配電網(wǎng)中某一負(fù)載率較高且所帶負(fù)荷主要是非線(xiàn)性負(fù)荷的配變，在該配變的 高壓側(cè)裝設(shè)配變監(jiān)控終端TTU，得到TTU在典型量測(cè)日內(nèi)的基波電能和總電能；由于總電能 與基波電能之差即為該配變下配電網(wǎng)絡(luò)的諧波損耗值，由此可量測(cè)得到的諧波治理前后電 網(wǎng)諧波損耗值，分別設(shè)為： AAx.before矛口AAx.after 〇 (3) 在諧波治理前后的損耗量測(cè)同時(shí)通過(guò)TTU得到治理諧波前后的各次諧波電流含有 率服^^^和冊(cè)^也^同時(shí)^艮據(jù)變壓器繞組附加損耗^變壓器鐵心的磁滯附加損耗^變 壓器鐵心的渦流附加損耗和線(xiàn)路導(dǎo)體附加損耗的公式，得到諧波治理前后電力設(shè)備諧波損 耗倍數(shù)； (4) 設(shè)諧波治理前后變壓器繞組基波損耗分別為AAuftOT，諧波治理前后 變壓器鐵心的磁滯基波損耗分別為AA。.^^*AAufb，諧波治理前后變壓器鐵心的渦流 基波損耗分別為AAw.befOTJPAAw.afte，諧波治理前后配電線(xiàn)路的基波損耗分別為AA,brf_ 和AAbfb，諧波治理前后電網(wǎng)基波總損耗為AAH.befOTe^PAAH.after，有：
根據(jù)地區(qū)配電網(wǎng)基波損耗歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的分析可得到，在該地區(qū)基波總損耗中，變壓 器繞組損耗、變壓器鐵心磁滯損耗、變壓器鐵心渦流損耗、線(xiàn)路損耗分別大約占該地區(qū)基波 總損耗的比例，確定al、a2、a3、a4的值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的配電網(wǎng)諧波治理降損效果實(shí)證方法，其特征在于，所述步驟 b3,具體包括： (5) 由于測(cè)量得到的諧波治理前后電網(wǎng)基波總損耗AAH.b6fOTdPAAH.aftCT不同，所以 需統(tǒng)一基準(zhǔn)，將步驟（4)中的A八^^_用AA 替換，代入相應(yīng)公式計(jì)算得到電網(wǎng)諧 波損耗折算后的值，即AAx.z。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的配電網(wǎng)諧波治理降損效果實(shí)證方法，其特征在于，所述步驟 b4,具體包括： (6) 最后將同一基波損耗基準(zhǔn)值下的諧波損耗折算值A(chǔ)Ax.z和諧波損耗量測(cè)值A(chǔ)Ax. afte進(jìn)行比較，從而得到諧波治理所帶來(lái)的真實(shí)節(jié)能量。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104483570SQ201410746055
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】劉福潮, 王維洲, 馬朝暉, 張建華, 劉洪 , 周金程, 鄭晶晶, 王慶玲, 黃永衛(wèi), 夏稀源, 杜培東, 韓永軍, 彭晶, 祿啟龍, 岳琳 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司, 國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學(xué)研究院, 天津大學(xué)