一种分布式光伏与风电并网谐波测量系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种分布式光伏与风电并网谐波测量系统，包括谐波测量装置以及相互连接的风电并网发电线路和系统侧线路，所述的系统侧线路与光伏与用户侧线路连接，所述的用户侧线路与多个用电装置连接，所述的谐波测量装置包括电压互感器、电流互感器、带通滤波电路、单片机和显示屏，所述的电压互感器和电流互感器分别与测试点PCC连接，所述的带通滤波电路分别与电压互感器和电流互感器连接，并依次与单片机和显示屏连，与现有技术相比，本实用新型专利技术具有测量简单且准确性高等优点。型具有测量简单且准确性高等优点。型具有测量简单且准确性高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式光伏与风电并网谐波测量系统


[0001]本技术涉及谐波电能计量技术，尤其是涉及一种分布式光伏与风电并网谐波测量系统。

技术介绍

[0002]国际上，早在20世纪初就有大量研究谐波的文章发表，90年代以来，电能质量现象、电能质量的测量和电能质量的改善等问题受到越来越多的关注。在我国，虽然基波电能计量技术有了快速的发展，但是对谐波电能计量的研究起步较晚，发展也比较缓慢。现阶段针对谐波对电能计度的影响作用，科研报道基本上还是依靠实验根据，合理可行的计度方式到底如何寻找，如何妥善处理计度的动态误差情形，现阶段在电网内部还是没有得到有效准确的解释。
[0003]根据叠加定理，分布式光伏发电与风电并网点处谐波的产生可视为用户侧谐波与背景谐波源共同叠加贡献所导致的结果，如何对并网点处背景谐波进行计算和分析，得到分布式光伏发电与风电的真实注入谐波，对电能质量以及电能计量的影响分析至关重要。分布式光伏与风电并网谐波的测量中，现有系统阻抗的估计方法，由于要向电网注入扰动信号，会降低注入电网的电能质量，所以，寻找合适方法对分布式光伏与风电并网谐波进行定量的测量就显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种分布式光伏与风电并网谐波测量系统。
[0005]本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种分布式光伏与风电并网谐波测量系统，包括谐波测量装置以及相互连接的风电并网发电线路和系统侧线路，所述的系统侧线路与光伏与用户侧线路连接，所述的用户侧线路与多个用电装置连接，所述的谐波测量装置包括电压互感器、电流互感器、带通滤波电路、单片机和显示屏，所述的电压互感器和电流互感器分别与测试点PCC连接，所述的带通滤波电路分别与电压互感器和电流互感器连接，并依次与单片机和显示屏连接；
[0007]所述的电压互感器和电流互感器分别获取测试点PCC的电流信号和电压信号，并经过带通滤波电路检测得到谐波电压和谐波电流，单片机根据谐波电压和谐波电流得到谐波功率因数角，并根据谐波电压、谐波电流和谐波功率因数角计算并网点处的真实谐波电流注入。
[0008]所述的测试点PCC为并网专线的接入点，设置于系统侧线路和风电并网发电线路之间，所述的带通滤波电路设置多个，且多个带通滤波电路的中心频率不相等；
[0009]所述的电压互感器和电流互感器分别用于获取系统侧线路端口处的电压信号和电流信号，所述的多个带通滤波电路用于将电流信号和电压信号中的谐波分量检测出来得到谐波电压和谐波电流
[0010]所述的谐波测量装置还包括输入放大器和A/D转换器，所述的输入放大器的一端分别与电压互感器和电流互感器连接，另一端与带通滤波电路连接，用于放大谐波电压和谐波电流的信号幅度，所述的A/D转换器的一端与带通滤波电路连接，另一端与单片机连接，用于完成信号的模数转换。
[0011]本技术中，所述的电压互感器的型号可以选择JDZF7-10GUW1，所述的电流互感器的型号可以选择LZZBJ9-100A3G，所述的输入放大器的型号可以选择TSM103A，所述的A/D转换器的型号可以选择AD7671，所述的单片机可以选择OTP型MDT20系列单片机，所述的显示屏可以选择LCD显示屏。
[0012]与现有技术相比，本技术具有以下优点：
[0013]1)本技术通过在并网专线的接入点(即系统侧线路和风电并网发电线路之间)设置测试点PCC，并与谐波测量装置连接，获取系统侧线路端口处的谐波电压和谐波电流，并通过建立等效谐波模型最终计算得到并网点处真实谐波电流注入，实现分布式光伏与风电并网谐波的测量；
[0014]2)本技术中的谐波测量装置结构简单，无需设置向电网注入扰动信号的模块，降低成本，同时不会降低注入电网的电能质量。
附图说明
[0015]图1为本技术的结构示意图；
[0016]图2为谐波检测装置的结构示意图；
[0017]图3为谐波检测方法的流程示意图。
具体实施方式
[0018]下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。
[0019]实施例：
[0020]如图1所示，本技术提供一种分布式光伏与风电并网谐波测量系统，包括谐波测量装置以及相互连接的风电并网发电线路和系统侧线路，系统侧线路与光伏与用户侧线路连接，用户侧线路与多个用电装置连接，其中在系统侧线路和风电并网发电线路之间设置测试点PCC，该点为并网专线的接入点。
[0021]如图2所示，谐波测量装置包括电压互感器、电流互感器、带通滤波电路、单片机和显示屏，电压互感器和电流互感器分别与测试点PCC连接，输入放大器分别与电压互感器和电流互感器连接，并依次与带通滤波电路、单片机、A/D转换器和显示屏连接，其中带通滤波电路设置多个，中心频率分别为f1、f2...f
N
，各中心频率固定为工频的整数倍，并且f1<f2...<f
N
，从而能够将电流信号和电压信号中的谐波分量从高到低检测出来。
[0022]该系统的工作过程为：
[0023]用户侧线路的谐波与背景谐波源共同叠加贡献导致分布式光伏发电与风电并网点处谐波的产生的，电压互感器和电流互感器分别获取测试点PCC的电流信号和电压信号，并经过输入放大器放大信号幅度后通过多个带通滤波电路，检测得到谐波电压和谐波电流谐波电压和谐波电流通过A/D转换器后转换为数字信号，最终单片机根据
谐波电压和谐波电流得到谐波功率因数角，并根据谐波电压、谐波电流和谐波功率因数角计算并网点处的真实谐波电流注入。
[0024]另外本实施例中，电压互感器的型号选择JDZF7-10GUW1，电流互感器的型号选择LZZBJ9-100A3G，输入放大器的型号选择TSM103A，A/D转换器的型号选择AD7671，单片机选择OTP型MDT20系列单片机，显示屏选择LCD显示屏。
[0025]如图3所示，对应于本技术的谐波测量系统，其测量方法包括以下步骤：
[0026]S1：建立系统侧线路端口处的等效谐波模型，计算系统侧等效阻抗；
[0027]S2：利用系统侧等效阻抗和等效谐波模型得到背景谐波电压；
[0028]S3：计算并网点处的真实谐波电流注入。
[0029]等效谐波模型的公式为：
[0030][0031]其中，为谐波电压，为谐波电流，Z
h
为系统侧等效阻抗，为背景谐波电压。
[0032]在该等效谐波模型中，统侧等效阻抗Z
h
(即系统谐波阻抗)的求解至关重要，然而系统侧等效阻抗的估算是一个非常复杂的问题。系统谐波阻抗随着时间可能产生显著的变化，因此十分缺乏可靠的数据，即使是先进的计算机程序和网络分析仪也难以弥补该问题。
[0033]为了得到准确的系统侧等效谐波阻抗，本技术采用基于相对相角本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分布式光伏与风电并网谐波测量系统，其特征在于，包括谐波测量装置以及相互连接的风电并网发电线路和系统侧线路，所述的系统侧线路与光伏与用户侧线路连接，所述的用户侧线路与多个用电装置连接，所述的谐波测量装置包括电压互感器、电流互感器、带通滤波电路、单片机和显示屏，所述的电压互感器和电流互感器分别与测试点PCC连接，所述的带通滤波电路分别与电压互感器和电流互感器连接，并依次与单片机和显示屏连接；所述的带通滤波电路设置多个，且多个带通滤波电路的中心频率互不相等，所述的谐波测量装置还包括输入放大器和A/D转换器，所述的输入放大器的一端分别与电压互感器和电流互感器连接，另一端与带通滤波电路连接，用于放大谐波电压和谐波电流的信号幅度，所述的A/D转换器的一端与带通滤波电路连接，另一端与单片机连接，用于完成信号的模数转换。2.根据权利要求1所述的一种分布式光伏与风电并网谐波测量系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘哲，潘爱强，刘婧，董真，杜凤青，李莉华，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：新型
国别省市：