T-CPSS 1013-2025 配电网谐波谐振评估技术导则

ICS01.040.29CCSK46团体标准T/CPSS10132025配电网谐波谐振评估技术导则Technicalguide配电网谐波谐振评估技术导则Technicalguideforharmonicresonanceevaluationofdistributionnetworks纪电网谐波谐振评估技术导则icalguideforharmonicresonanceevalofdistributionnetvorks2025-08-22发布2025-08-23实施中国电源学会发布T/CPSS10132025前言 II1范围 3术语和定义24一般规定225评估指标2谐波电流放大系数5.1,放大系数谐波电流放大系数5.1,放大系数放大系数谐波电压放大系数5,2谐波电压放大系数5,25,32谐振频率5,32谐振放大频率范围5,4频率范围谐振放大频率范围5,4频率范围36评估流程3.评估流程对象和目的信息谐振评估仿真模型谐振评估指标判定6..评估流程对象和目的信息谐振评估仿真模型谐振评估指标判定6.16.23确定评估对象和目的6.236.33收集评估信息6.336.44建立谐波谐振评估仿真模型6.446.55计算谐波谐振评估指标6.556.65谐波谐振判定6.65报告谐波谐振评估案例6.77编制评估报告报告谐波谐振评估案例6.77部分电力元件等值模型附录A(资料性)部分电力元件等值模型谐波谐振评估报告主要内容及要求部分电力元件等值模型附录A(资料性)部分电力元件等值模型谐波谐振评估报告主要内容及要求谐波谐振评估报告主要内容及要求附录B谐波谐振评估报告主要内容及要求附录B(资料性)附录C(资料性)谐波谐振评估案例附录C(资料性)参考文献T/CPSS10132025前言本文件按照GB/T1.12020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国电源学会提出并解释。大学、华南理工大学、西南交通大学、山东大学、广西电网有限责任公司电力科学研究院、国网上海市电力公司电力科学研究院、电力公司电力科学研究院、深圳电气科学研究院、南方电网科学研究院、亚洲电能质量产业联盟、电子科技大学、中国石油大学(华东)、重庆大学、中国地质大学(武汉)、南方电网电力科技股份有限公司、国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院、云南电网有限责任公司电力科学研究院、国网河北省电I大学I大学(华东)、重庆大学、中国地质大学(武汉)、南方电网电有限公司电力科学研究院、云南电网有限责任公司电力科学研究之研究院、广东电网有限责任公司电力科学研究院、国网福建省电有限责任公司电力科学研究院、广东电网有限责任公司汕头供电]、苏州爱科赛博电源技术有限责任公司、南京南瑞继保电气有限贵州电网有限责任公司电力科学研究院、施耐德电气(中国)有!公司、云南电网有限责任公司文山供电局、辽宁东科电力有限公i人:陶顺、汪清、焦亚东、郭成、钟庆,志华、罗永捷、方支剑、唐酿、孙俊杰、奚鑫泽、张润涛、杜婉学研究院、学研究院、海南电网有限责任公司电力科学研究院、广东电网有限责任公司汕头供电局、深圳市中电电力技术股份有限公司、苏州爱科赛博电源技术有限责任公司、南京南瑞继保电气有限公司、中国电力科学研究院有限公司、贵州电网有限责任公司电力科学研究院、施耐德电气(中国)有限公司、南京灿能本文件主要起草人:本文件主要起草人:陶顺、汪清、焦亚东、郭成、钟庆、胡海涛、许涛、郭敏、潘玲、肖敏英、白浩、黄炜、韩杨、亿志华、罗永捷、方支剑、唐酿、孙俊杰、奚鑫泽、张润涛、杜婉琳、兰金晨、万信俊奇、杨瑞、俊奇、杨瑞、郭建良、辛明勇、孙莉娟、季建春、钱永亮、程绪本文件为首次发布。T/CPSS10132025配电网谐波谐振评估技术导则本文件规定了交流配电网谐波谐振评估的一般规定、指标和流程。下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T14549电能质量公用电网谐波GBGB/T24337电能质量公用电网间谐波GB/T32507-2016电能质量术语DLT2671电力系统仿真用电源聚合等值和建模导则3术语和定义GB/T32507界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1谐波谐振harmonicresonance电力系统在某一谐波频率附近构成电磁共振条件,电力系统在某一谐波频率附近构成电磁共振条件,引起谐波明显放大的现象。3.2背景谐波backgroundharmonic某一电气设备接入电力系统之前,电力系统已存在的谐波。3.3谐波电流放大系数amplificationindexofharmoniccurrentAHC某次谐波电流经电气元件传递前后方均根值的比值。3.4谐波电流放大系数(AHC)频率曲线curveofAHcwithfrequency在分析频率范围内,谐波电流放大系数随频率变化的曲线。3.5谐波电压放大系数amplificationindexofharmonicvoltage(AHV)某次谐波电压经电气元件传递前后方均根值的比值。3.6谐波电压放大系数(AHV)频率曲线curveofAHvwithfrequency在分析频率范围内,谐波电压放大系数随频率变化的曲线。T/CPSS101320254-般规定4.1谐波谐振评估目的是获取谐振频率和谐振放大频率范围,量化谐振造成谐波电压或电流放大的程度,并应用于谐波谐振现象的判定。4.2出现但不限于以下情况,宜开展谐波谐振评估:a)配电网在运行中出现谐波电压或电流超过GB/T14549规定限值(以下简称超标)、谐波放大情况;4,3谐波谐振评估宜采用扫频法,在具备谐波或谐振分析功能的专业仿真软件中建立配电网谐振评估仿真模型进行分析计算,扫频范围优先考虑5KHZ以内,对于5KHZ以上,宜根据所用元件模型的适用4.44.4开展谐波谐振评估时宜将电网参数等值到同一配电电压等级。5评估指标谐波电流放大系数可按公式(1)计算。AHcm(f)=AHcm(f)="(1)jj式中:均根值,当j节点不在所分析的电压等级时,1)应按变压器变比进行折算,单位为安培(A);根值,单位为安培(A)。Ufj)AHV,fufi2Ufj)式中:AHvj(f)i节点相对j节点在频率f处的谐波电压放大系数:)j节点施加频率为f的谐波电压源或谐波电流源时,i节点在该频率的谐波电压方均根值,单位为伏特(V)。 ,)j节点施加频率为f的谐波电压源或谐波电流源时,节点在该频率的谐波电压方均根值,当j节点不在所分析的电压等级时,,)应按变压器变比进行折算,单位为伏特(V)。5.3谐振频率谐振频率宜采用以下方法获得:2T/CPSS10132025a)通过扫频法得到所分析频率范围内的AHC频率曲线或AHV频率曲线;b)查找AHC频率曲线和AHV频率曲线极大值;5.4谐振放大频率范围AHC频率曲线和AHV频率曲线大于1的频率范围为谐振放大频率范围。6评估流程6.1谐波谐振评估流程确定评估对象和评估目的确定评估对象和评估目的收集评估对象信息收集评估对象信息建立谐波谐振评估仿真模型建立谐波谐振评估仿真模型计算谐波谐振评估指标计算谐波谐振评估指标谐波谐振判定谐波谐振判定编制评估报告编制评估报告6.2确定评估对象和目的图1谐波谐振评估流程'象和目的电网在运行中出现谐波电压超标、公共连接卢谐波电流超标或谐确定评估对象和评估目的确定评估对象和评估目的收集评估对象信息收集评估对象信息建立谐波谐振评估仿真模型建立谐波谐振评估仿真模型计算谐波谐振评估指标计算谐波谐振评估指标谐波谐振判定谐波谐振判定编制评估报告编制评估报告6.2确定评估对象和目的图1谐波谐振评估流程'象和目的电网在运行中出现谐波电压超标、公共连接卢谐波电流超标或谐对象为超标或放大的节点或相连支路的配电网区域,包含该配电网所连接的非线性用户、并网新能源,评估目的是通过谐波谐振评估判别是否存在谐波谐振引发超标或放大问题。其接入公用连接节点相连的配电网,包含该配电网所连接的非线性用户、并网新能源,评估目的是通过谐波谐振评估判别是否存在配电网谐波谐振。电网,包含该配电网所连接的非线性用户、并网新能源,评估目的是通过谐波谐振评估判别是否存在配电网谐波谐振。6.3收集评估对象信息6.3.1公共配电网宜收集公共配电网的以下内容:34T/CPSS10132025组联结形式及接地方式;概率大值,或设计对象接入前分析频率范围内的各次背景谐波电压方均根值和背景电压总谐6.3.2电力用户宜收集电力用户的以下内容:拟接入;c)测量的已接入电力用户并网处分析频率范围内的谐波电流、电压方均根值的95%概率大值方式;并网新能源6.3.3宜;b)6.3.2电力用户宜收集电力用户的以下内容:拟接入;c)测量的已接入电力用户并网处分析频率范围内的谐波电流、电压方均根值的95%概率大值方式;并网新能源6.3.3宜;b)测量的新能源并网处分析频率范围内的谐波电流、电压方均根值的95%谐波电流、电压方均根值的95%概率等新能源发电设备的额定容量、连接方式、运行参数等;I电感和电容等各部分元件额定参数;置的阻抗频率特性测试,提供装置的阻抗频率特性信息。i定容量、运行有功功率和无功功率。'的以下内容:量、额定电压和用户供电系统电气主接线;i用户的非线性设备的额定容量、谐波源类型、分析频率范围内的入电力用户并网处分析频率范围内的谐波电流、电压方均根值的量、额定电压、阻抗电压、负载损耗、空载损耗、空载电流和绕J型号、长度,单位长度的阻抗信息;]补偿装置、滤波装置的信息同6.3.1f)。源的以下内容:系统电气主接线;方均根值;及接地方式;f)集结线路型号、长度,单位长度的阻抗信息;g)无功补偿装置、滤波装置的信息同6.3.1f)。6,4建立谐波谐振评估仿真模型谐波谐振评估仿真模型宜按以下要求在仿真分析软件中搭建:a)基于仿真软件的模型库,按照所评估对象的电气主接线及收集的元件参数,搭建仿真模型。其中架空线或电缆、变压器、补偿或滤波装置、逆变器、电机、综合负荷等的仿真模型也可以采用简化的等值模型,参见附录A。HZ,HZ,按表和表25T/CPSS10132025b)所分析配电网的系统侧按系统等c)用户负荷等值结果对谐振放大倍数影响较大,宜按影响最大的情况进行处理,可选择用户负荷空载和轻载工况。d)各非线性用户或新能源等值的理想谐波6.5计算谐波谐振评估指标6.5.1不同频率处的AHV和AHC指标值宜按以下要求计算,获取不同工况下对应的AHV和AHC频率曲线。节点,宜按a)针对评估对象关注的节点,在系统侧接入节点、每个非线性用户接入或新能源并网节点,宜按不大于5HZ的频率分辨率在所分析的频率范围内进行逐一扫频,获得评估各节点的AHV频率曲线。节点,宜按不大于5HZ率曲线。滤波装置不同投入方式等。6.5.2分别从各支路的AHC频率曲线的6.5.不大于5HZ率曲线。滤波装置不同投入方式等。6.5.2分别从各支路的AHC频率曲线的6.5.36.5.4分别从各节点的AHV频率曲线的分别从各支路的AHC分别从各节点的AHV古对象关注的支路,在系统侧接入节点、每个非线性用户接入或新5HZ的频率分辨率在所分析的频率范围内进行逐一扫频,获得评司运行方式重复上述a)和b)的计算,至少要涉及系统置不同投入方式等。方式下的谐振频率和谐振频次,应按以下要求获取:各支路的AHC频率曲线的极大值获得对应的谐振频率和谐振频次各节点的AHV频率曲线的极大值获得对应的谐振频率和谐振频次方式下的谐振放大频率范围,应按以下要求获取:各支路的AHC频率曲线大于1的部分获得对应的谐振放大频率范将扫频分析计算得到的谐波谐振评估指标汇总各节点的AHV频率曲线大于1的部分获得对应的谐振放大频率范将扫频分析计算得到的谐波谐振评估指标汇总各节点的AHV频率曲线大于1的部分获得对应的谐振放大频率范析计算得到的谐波谐振评估指标结果,按表1和表2内容进行数4运行方式扫频注入节点评估支路AHC极大值谐振频率fr谐振频率fr谐振频次谐振频次hr谐振放大频率范围HZ方式一ii运行方式扫频注入节点评估节点AHV极大值谐振放大频率范围HZHZ方式一in6,6谐波谐振判定根据评估指标统计结果,对不同场景是否存在谐波谐振放大影响,可按以下流程进行判定:a)针对公共配电网的谐波电压超标场景,可按图2流程开展判定分析。T/CPSS10132025图2公共配电网的谐波电压超标场景分析流程电网公共连接点处谐波电流超标场景,可按图3流程开展判定分以公共连接点为评估支路以可能存在谐波源接入的节点为注入节点,以公共连接点为评估支路以公共连接点为评估支路比对表1的谐波电流谐振评估指标统计结果是谐波源的谐波频次是否含否可疑谐波谐振放大引起谐波电流超标非谐波谐振放大引起谐波电流超标谐波源的谐波频次是否含有谐振频次或在谐振放大频率范围内?是是谐波源的谐波频次是否含否可疑谐波谐振放大引起谐波电流超标非谐波谐振放大引起谐波电流超标谐波源的谐波频次是否含有谐振频次或在谐振放大频率范围内?是否可疑谐波谐振放大引起可疑谐波谐振放大引起谐波电流超标非谐波谐振放大引起谐波电流超标图3公共连接点总支路谐波电流超标场景分析流程月户接入或新能源并网的电能质量预评估,可按7T/CPSS10132025图5图5图5告古报告编制应包括以下内容告古报告编制应包括以下内容(具体要求和模板参见附录B):自网的基本情况;居和标准;示统计结果,包括评估指标计算和汇总;要给出6.7谐波谐振评估报告编制应包括以下内容谐波谐振评估报告编制应包括以下内容(具体要求和模板参见附录B):d)评估指标统计结果,包括评估指标计算和汇总;T/CPSS10132025附录A(资料性)部分电力元件等值模型表A.1概述了部分电力元器件等值模型和参数,若仿真软件模型库不满足分析需求时,可以参考。模型部分摘自CIGRE报告《TB766-Networkmodellingforharmonicstudies》和DL,/rT2671。表A.1电力元器件等值方法及模型名称等值电路图等值电路图模型参数模型参数负荷为欧姆(Q);R与X分别为基波下等值负载电阻与电抗,为欧姆(Q);R与X分别为基波下等值负载电阻与电抗,单位P与Q分别为母线上的有功功率与无功功率,单位为瓦/乏(w/var)。式中:配电变压器ThTThT 式中 式中:RT基频下变压器的总电阻,单位XT变压器的短路电抗,单位为欧式中:S);RT基频下变压器的总电阻S);RT变压器的短路电抗旋转电机 式中:R基频下电机损耗功率得到的Q);X2电机的负序电抗,单位为欧她式中:式中:RΩ)Ω);X滤波器/无功补偿装置尝装置单调谐滤波装置:尝装置单调谐滤波装置:ch-jchRhjxhhhhh式中:R电感线圈的基频等效电阻,单位为欧姆(Q);xi电感的基频电抗,单位为欧姆(Q);Xcu电容器的基频容抗,单位为法拉(F)。高通滤波装置:-jxchRhRhZhFjj式中:R滤波器的基频电阻,单位为欧姆(Q);xi电感的基频电抗,单位为欧姆(Q);Xcu电容器的基频容抗,单位为法拉(F)。T/CPSS10132025表名称等值电路图模型参数架空线和电缆设h为所分析的谐波次数,当架空线路的长度l≤240/hkm,电缆长度l≤60/hkm时,采用集总T形等值模型:r(h)=R.×4式中:h谐波次数;l线路长度,单位为千米(km);f频率,单位为赫兹(HZ);μr相对磁导率;Rdckdc(Ωkm); 基频下单位长度线路的电阻,单位为欧姆每千米Rdckdc(Ωkm);xon基频下单位长度线路的感抗,单Ω/xon基频下单位长度线路的感抗,单Ω/km;go1基频下单位长度线路的电导,单位(s/km);boi基频下单位长度线路的容纳,单位(s/km)。基频下单位长度线路的电导,单位为西门子每千米);基频下单位长度线路的容纳,单位为西门子每千米YhYh()/2YhYhYh()/2Yh当架空线路的长度1>240/当架空线路的长度1>240/hkm时,采用分布x形等值模型:Zhhyl1h()sinhYl()sinh()fzhZhhylλYl-Yh)=lZZh=zhyh式中hZhhyl1h()sinhYl()sinh()fzhZhhylλYl-Yh)=lZZh=zhyh式中h次谐波的传播系数;架空线在h次谐波下单位长度的串YL(h) yhlZhhyl yhlZhhylIyh)=lZhhylzhlyzhlyhz(h)y.(h)()z1(h)y.(h)z1(h)y.(h)式中: 式中: 架空线在h次谐波处的浪涌阻抗,-yh次谐波的传播系数;yh,单位为ZL(h)架空线在ZLh)欧姆每千米yh,单位为ZL(h)架空线在ZLh)欧姆每千米(Ω/km);,单位为架空线在h,单位为架空线在h次谐波下单位长度的并西门子每千米(s/km)。y(h)当电缆长度l>60/hkm时,采用分布T形等值模型:ZhZhhllLCooCZc(h)式中:zi'(h)电缆在h次谐波下单位长度的串联阻抗,单位为欧姆每千米(/km);Yp'(h)电缆在h次谐波下单位长度的并联导纳,单位为西门子每千米(s/km);Lo电缆单位长度的等效电感,单位为亨利每千米(H/km);Co电缆单位长度的等效电容,单位为法拉每千米(F/km);h电缆单位长度的第h次角频率,单位为弧度每秒(rad/s)。T/CPSS10132025表名称等值电路图模型参数并网变流器DCiuLiL2igicCZ=L1Z=L1LCL滤波器逆变器侧电感,单位为法拉(F);H1电容电流反馈系数,H2为并网电流反馈系数;C滤波电容,单位为法拉(F);[l-(q,h)kGG=式中:ZC,h并网逆变器谐波阻抗,单位为欧姆(Q);co=2兀fi工频fi下角频率,单位为弧度每秒(rad/s);iref逆变器并网参考电流,在谐波计算中可置为0(A);G((s)=ktkls逆变器电流环调节器,采用PI调节,,为调节器比例系数,k为调节器积分系数;KPWM逆变器为PWM等效调制增益,一般置为1。GiirefigZZhT/CPSS10132025附录B(资料性)谐波谐振评估报告主要内容及要求B.1概述评估任务的来源、依据,评估对象和评估目的等。B.2评估对象基本情况B.B.2.1配电网基本情况主要包括以下内容:短路容量等;B.2.B.2.2非线性用户、并网新能源基本情况分用户类、新能源类分别给出,主要包括以下内容:B.3评估依据与标准公用电网谐波、间谐波标准等。B.4评估方法简述简要介绍评估方法,包括:B.5评估指标统计结果给出谐波谐振评估指标结果汇总统计表b)谐波电压谐振评估指标统计结果表格(如表2)。T/CPSS10132025B.6评估结果判定根据评估的场景和目的,基于谐波谐振评估指标统计结果给出结果判定。B.7治理建议(若需要)根据评估的场景和目的,基于谐波谐振判定结果给出建议。:本情况:本情况接点由110kv系统经110/10.5kv变压器供电,额定容量为50母线最小短路电流为7807A。公共连接点接有若干馈线。简化的i余馈线线性负荷按总负荷等值,余馈线线性负荷按总负荷等值,电力用户接入馈线开闭站母线。的序号为节点编号,加下划线序号为支路编号图C.1简化配电网电气主接线玉器参数。供电变压器参数表见表C.1的序号为节点编号,加下划线序号为支路编号图C.1简化配电网电气主接线玉器参数。供电变压器参数表见表C.1。表C.1供电变压器参数表型号SZ10-50型号SZ10-50000/110接线组别YN,额定容量额定容量出厂日期2017出厂日期2017 载电流I(以额定 载电流I(以额定T/CPSS10132025d)负荷情况。沿馈线开闭站的接入负荷,如图c.1中的23~28支路,均为70.9kw/34.3kvar;其余馈线总负荷为9.9MW/6.6Mvar,等值于图C.1中的22支路。C.2.2电力用户基本情况系统h的2100次谐波电流值如图C.2a)所示,其中THD最大值时的频谱如图C.25、7、11次等谐波量,且5次谐波电流达到20.09A。a)时序频谱b)THD最大时刻谐波电流频谱图a)时序频谱b)THD最大时刻谐波电流频谱图C.2非线性用户谐波电流频谱评估的依据与标准见GB/T14549C.4评估方法简述已知6节点有非线性用户(独立谐波源),以6节点扫频注入节点,以公共连接点