谐波阻抗测量及谐波辐射水平(高峰论坛)

谐波阻抗测量及谐波辐射水平谐波阻抗的测量方法单一干扰负荷的谐波发射水平主要内容1谐波电流注入法测量谐波阻抗在公共连接点（PCC）注入谐波电流，同时测量该点的谐波电压，通过测量结果进行计算。由于系统存在背景谐波，因此注入非整数的谐波电流（间谐波电流），通过测量得到的各点间谐波阻抗，利用插值方法得到谐波阻抗。1.1测量原理

~PCCIZshUsh1.2三相系统的测量原理~~~Ush_AUsh_BUsh_CZAAZBBZCCZTIAIBICUAUBUCZBAZABZBCZCBZCAZACPAPBPCPT对三相系统：1.2三相系统的测量原理在间谐波频率下的背景谐波可以忽略，因此间谐波下：1.2三相系统的测量原理利用频谱分析技术，阻抗

的计算公式为

这里

分别时电压UA,UB,UC与注入电流I的平均互功率谱，而

是注入电流的自功率谱。i,j=A,B,C1.2三相系统的测量原理相关函数（Acoherencefunction）CHij

根据下式计算得出，用以前面得到的阻抗测量的质量因子。i,j=A,B,C1.2三相系统的测量原理在得到阻抗矩阵

后，可以转化为对称分量性质的阻抗矩阵

1.2三相系统的测量原理Hydro-Québec1.3测量实例大容量的谐波注入源体积庞大，成本高昂。1.4存在的问题2投切辅助并联元件测量谐波阻抗通过投切辅助并联元件如并联电容器组，电抗器等元件，通过测量辅助并联元件投切前后的电波电流和电压的变化来计算出系统的谐波阻抗。3谐波电流和电压增量法

测量谐波阻抗通过测量系统非线性负荷变化过程中的谐波电压和电流的增量来测量计算谐波电压。本质上同也要利用辅助元件的投切，或者通过谐波源负荷的变化进行测量，比如轧机系统的周期性波动负荷。3.1问题的提出比利时烈日大学提出理论、布鲁塞尔自由大学实施。目的：评估谐波源的干扰水平，确定谐波源对谐波干扰水平的“贡献”手段：需要测量系统谐波阻抗3.2前人的工作理论：根据杨洪耕博士在Liege大学的博士论文。布鲁塞尔自由大学J.C.MAUN的技术团队提出谐波评估的新理论。依据理论开发Qwave（一套测量电能质量的装置），进行谐波阻抗的测量实践。3.3测量谐波阻抗的原理假定有三个连续的采样窗口a，b，c假定在此期间的Esh和Zsh不变每个采样窗口10个周波3.3测量谐波阻抗的原理谐波阻抗：3.3测量谐波阻抗的原理3.4存在的问题测量结果的分散性大甚至于测量到的阻抗实部为负数已知仪器的测量精度满足要求可能的问题在哪里？由于采样频率是通过装置内部的锁相环PLL来锁定跟踪系统频率，采样频率fs相对于系统频率f有一个延时（约200ms，10个周波）。02

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03.4.1波形采样的截断误差3.4.2信号的同步问题电网的频率是变化的不同窗口的测量要求“归一”到同一参考波形，系统稳定的周期的波形系统频率变化导致的采样窗口和频率变化以及初相角的调整00上图：系统周期下图：实际的采样周期3.4.2信号的同步问题实际现场的基波阻抗测量结果：3.4.3实际测量的分散性3.5分析结果测量中要求电压和电流相量是参考同一个参考相量分析原始的电压和电流相量测量结果，发现:每次测量采样窗口a与c之间的电压和电流幅值相同，但是之间的相角差变化不一。而相角差主要由于频率突变引起。寻找频率变化的原因。3.6误差理论相角差的计算公式测量过程中同时采集频率数据，并计算因为：而在负荷阻抗的变化过程中3.6.1频率测量结果的不稳定负荷阻抗的变化会引起电压相角和幅值的跳变，从而引起频率测量结果的跳变3.6.1频率测量结果的不稳定频率采样窗口3.6.1频率测量结果的不稳定3.7同步问题引起的阻抗测量误差

推导结果理论分析结果3.7同步问题引起的阻抗测量误差分析动模实际测量的阻抗误差曲线02468101214161820-60-40-200204060

UsEs(%)|

Zs|

|Zs|（%)3.7同步问题引起的阻抗测量误差分析动模的阻抗相角误差测量结果02468101214161820-20-15-10-505101520

UsEs(%)Zs的角度误差度3.7同步问题引起的阻抗测量误差分析3.8谐波阻抗测量结果动模测量结果测量模型及原理动模上的谐波阻抗测量结果

3.8谐波阻抗测量结果现场实际的谐波阻抗测量结果3.9提高阻抗测量精度的方法相角差的测量结果服从正态分布，通过大量的测量试验数据，可以使即：大量阻抗测量的平均值就是阻抗的真值动模的测量结果统计（平均）510150102030405060708090100A相B相C相(

)(

)RjXh＝157111317192325293.9实际测量统计结果动模网络谐波阻抗测量统计值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实际测量统计结果现场测量结果图示3.9实际测量统计结果现场测量的谐波阻抗统计值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