RU2752765C1 - Method for estimating contribution of nonlinear consumers to voltage distortion at point of common connection - Google Patents
Method for estimating contribution of nonlinear consumers to voltage distortion at point of common connection Download PDFInfo
- Publication number
- RU2752765C1 RU2752765C1 RU2020140768A RU2020140768A RU2752765C1 RU 2752765 C1 RU2752765 C1 RU 2752765C1 RU 2020140768 A RU2020140768 A RU 2020140768A RU 2020140768 A RU2020140768 A RU 2020140768A RU 2752765 C1 RU2752765 C1 RU 2752765C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- consumer
- harmonic
- current
- consumers
- voltage
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 35
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
- G01R23/20—Measurement of non-linear distortion
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к способам определения влияния нелинейных потребителей электроэнергии на несинусоидальность напряжения в точке общего присоединения (ТОП). Данное изобретение может быть использовано для регулирования коммерческих отношений между поставщиком электроэнергии и потребителями в вопросе оценки вклада каждого из потребителей в ухудшения качества напряжения в ТОП в процентном соотношении.The invention relates to the field of electric power industry, in particular to methods for determining the influence of nonlinear electricity consumers on non-sinusoidal voltage at the point of common connection (TOC). This invention can be used to regulate commercial relations between the electricity supplier and consumers in the issue of assessing the contribution of each of the consumers to the deterioration of the voltage quality in the TOP in percentage terms.
Известен способ определения потребителя, искажающего показатели качества электрической энергии в узле энергоснабжающей организации, и его вклада в искажение (патент РФ № 2244313, опубл. 10.01.2005). Данный способ предполагает расчет сопротивлений неискажающих нагрузок и расчет токов искажений искажающих нагрузок каждого потребителя. После чего полученные значения токов соотносят с суммарными значениями.A known method for determining the consumer, distorting the quality indicators of electrical energy in the node of the power supply organization, and its contribution to the distortion (RF patent No. 2244313, publ. 10.01.2005). This method involves calculating the resistances of non-distorting loads and calculating the distortion currents of the distorting loads of each consumer. After that, the obtained values of the currents are correlated with the total values.
Недостатком способа является тот факт, что за суммарное значение токов искажений авторы принимают алгебраическую сумму токов потребителей, аргументируя это тем, что такое допущение не повлияет на значение долевых вкладов. Однако очевидно, что векторная сумма токов будет значительно отличаться от алгебраической, так как взаимное расположение векторов токов каждой из ветвей может быть любым. The disadvantage of this method is the fact that the authors take the algebraic sum of consumer currents as the total value of the distortion currents, arguing that such an assumption will not affect the value of the share contributions. However, it is obvious that the vector sum of the currents will differ significantly from the algebraic one, since the mutual arrangement of the current vectors of each of the branches can be any.
Известен способ определения долевых участий нагрузки и энергосистемы в изменении качества напряжения (патент РФ № 2307364, опубл. 27.09.2007), который включает измерение и определение интегральных составляющих анормальных напряжений ветвей с ЭДС и анормальных составляющих токов ветвей нагрузки, на основе чего рассчитываются долевые участия каждого энергообъекта. There is a known method for determining the share of the load and the power system in changing the voltage quality (RF patent No. 2307364, publ. 09/27/2007), which includes the measurement and determination of the integral components of the abnormal voltages of the branches with EMF and the abnormal components of the currents of the load branches, on the basis of which the shares are calculated each power facility.
Недостатком способа является значительное количество исходных данных, касающихся как системы электроснабжения (мгновенные значения ЭДС системы), так и потребителей (индуктивность L). Для корректной оценки долевых участий каждого энергообъекта необходимо постоянно определять вышеуказанные величины. The disadvantage of this method is a significant amount of initial data concerning both the power supply system (instantaneous EMF values of the system) and consumers (inductance L). For a correct assessment of the shares of each power facility, it is necessary to constantly determine the above values.
Известен способ выявления фактического вклада субъектов электрических сетей в искажение качества электрической энергии в точке общего присоединения в электрической сети (патент РФ № 2364875, опубл. 20.08.2009). Согласно данному способу, вклад каждого субъекта энергосистемы определяется на основании действующего значения напряжения обратной волны, при этом напряжение каждой гармоники в ТОП разлагают на составляющие прямой и обратной волн при помощи Т-преобразования.A known method of identifying the actual contribution of the subjects of electrical networks to the distortion of the quality of electrical energy at the point of common connection in the electrical network (RF patent No. 2364875, publ. 20.08.2009). According to this method, the contribution of each subject of the power system is determined on the basis of the effective value of the voltage of the backward wave, while the voltage of each harmonic in the FOC is decomposed into the components of the forward and backward waves using the T-transformation.
Недостатками является необходимость определения в реальном времени волнового сопротивления сети на каждой гармонике, так как его значение непрерывно меняется и зависит от режима работы каждого из субъектов энергосистемы. The disadvantages are the need to determine in real time the wave impedance of the network at each harmonic, since its value is constantly changing and depends on the operating mode of each of the subjects of the power system.
Известен способ выявления источника высших гармоник (патент РФ № 2573706, опубл. 27.01.2016), в котором источник высших гармоник определяется по зависимости тока высших гармоник системы электроснабжения от активного сопротивления фильтрокомпенсирующего устройства, установленного параллельно одной из нагрузок.There is a known method for identifying the source of higher harmonics (RF patent No. 2573706, publ. 27.01.2016), in which the source of higher harmonics is determined by the dependence of the current of the higher harmonics of the power supply system on the active resistance of the filter compensating device installed in parallel to one of the loads.
Недостатком способа является то, что данный способ позволяет лишь определить, является ли источником искажения потребитель или система электроснабжения, но не позволяет оценить вклад каждого из них в общие искажения в процентном соотношении.The disadvantage of this method is that this method only allows you to determine whether the source of distortion is a consumer or a power supply system, but does not allow assessing the contribution of each of them to total distortions in percentage terms.
Известен способ оценки влияния потребителя на искажение напряжения в точке общего присоединения (патент РФ № 2627195, опубл. 03.08.2017), который включает определение параметров автономного напряжения для каждого потребителя в отдельности, расчет коэффициента его влияния на искажения напряжения и сравнение расчетных параметров с допустимыми.There is a known method for assessing the influence of a consumer on voltage distortion at the point of common connection (RF patent No. 2627195, publ. 03.08.2017), which includes determining the parameters of autonomous voltage for each consumer separately, calculating the coefficient of its influence on voltage distortions and comparing the calculated parameters with acceptable ...
Недостатком способа является необходимость расчета параметров схемы замещения, таких как проводимость каждого потребителя, что вносит дополнительную погрешность в окончательный результат. Авторы отмечают, что относительная погрешность определения параметров схемы замещения при использовании предлагаемого способа не превышает 7%, что является значительной величиной. Кроме того, в результате определяется не вклад потребителя в общие искажения, а лишь сравнивается его влияние с допустимой величиной и делается вывод о допустимости или недопустимости такого режима работы потребителя.The disadvantage of this method is the need to calculate the parameters of the equivalent circuit, such as the conductivity of each consumer, which introduces an additional error in the final result. The authors note that the relative error in determining the parameters of the equivalent circuit when using the proposed method does not exceed 7%, which is a significant value. In addition, as a result, not the consumer's contribution to general distortions is determined, but only its influence is compared with the permissible value and a conclusion is made about the admissibility or inadmissibility of such a mode of operation of the consumer.
Известен способу является способ определения фактического вклада источников искажений в значения показателей качества электроэнергии в точке общего присоединения (патент РФ № 2236016, опубл. 10.09.2004) принятый за прототип. Фактический вклад каждого субъекта-источника искажений считается прямо пропорциональным проекции тока субъекта-источника искажений на суммарный ток всех субъектов-источников искажений. The known method is a method for determining the actual contribution of sources of distortion to the values of indicators of the quality of electricity at the point of common connection (RF patent No. 2236016, publ. 09/10/2004) adopted as a prototype. The actual contribution of each subject-source of distortion is considered to be directly proportional to the projection of the current of the subject-source of distortion on the total current of all subjects-sources of distortion.
Недостатком способа является то, что все субъекты делятся на источники и потребители искажений, в то время как в реальных энергетических системах большинство потребителей представляют собой набор различных линейных и нелинейных нагрузок. Такие нагрузки, согласно данному способу, результируются в исключительно в субъект-источник или субъект-потребитель. В таком случае упускается вклад субъектов-потребителей искажений, в то время как они также содержат источники высших гармоник. Кроме того, принадлежность субъекта к источникам или потребителям искажений определяется по фазовым углам сдвига между напряжением искажений и соответствующим током высших гармоник. Иными словами - по знаку мощности искажения на каждой из гармоник. Однако напряжение искажения в узле электрической сети является результатом совместной работы всех источников искажения, подключенных к ТОП. При существенном расхождении по фазе между токами искажения потребителей один или несколько искажающих потребителей будут иметь положительные мощности искажения и восприниматься как неискажающие.The disadvantage of this method is that all subjects are divided into sources and consumers of distortion, while in real power systems, most consumers are a set of various linear and non-linear loads. Such loads, according to this method, result exclusively in the subject-source or subject-consumer. In this case, the contribution of the subjects-consumers of distortion is overlooked, while they also contain sources of higher harmonics. In addition, the belonging of the subject to the sources or consumers of distortions is determined by the phase angles of the shift between the distortion voltage and the corresponding higher harmonic current. In other words, according to the sign of the distortion power at each of the harmonics. However, the distortion voltage at the node of the electrical network is the result of the joint operation of all distortion sources connected to the TOP. If there is a significant phase difference between the distortion currents of consumers, one or more distorting consumers will have positive distortion powers and will be perceived as non-distorting.
Техническим результатом является точная оценка вклада каждого потребителя электроэнергии в искажения напряжения и тока в ТОП в процентном соотношении.The technical result is an accurate assessment of the contribution of each consumer of electricity to voltage and current distortions in the TOP as a percentage.
Технический результат достигается тем, что измеряют амплитуды и фазы токов высших гармоник системы электроснабжения, на основании измеренных данных для каждой гармоники отдельно для всех потребителей рассчитывают вклад потребителя в искажение напряжения и тока в точке общего присоединения как отношение проекции вектора тока высшей гармоники потребителя на вектор тока высшей гармоники системы электроснабжения к току высшей гармоники системы электроснабжения по формулеThe technical result is achieved by measuring the amplitudes and phases of the currents of the higher harmonics of the power supply system, based on the measured data for each harmonic separately for all consumers, the consumer's contribution to the voltage and current distortion at the point of common connection is calculated as the ratio of the projection of the current vector of the consumer's higher harmonic to the current vector of the higher harmonic of the power supply system to the current of the higher harmonic of the power supply system according to the formula
где, - вклад n-ого потребителя в искажение напряжения и тока в точке общего присоединения на гармонике h,where, - the contribution of the n- th consumer to the voltage and current distortion at the point of common connection at the harmonic h ,
- амплитуда вектора тока гармоники h n-ого потребителя, - the amplitude of the current vector of the harmonic of the hn th consumer,
- косинус угла между фазой вектора тока высшей гармоники n-ого потребителя и вектора тока высшей гармоники системы электроснабжения, - cosine of the angle between the phase of the current vector of the higher harmonic of the n- th consumer and the current vector of the higher harmonic of the power supply system,
- амплитуда вектора тока гармоники h системы электроснабжения, затем производят сравнение рассчитанных вкладов потребителей в искажение напряжения и тока в точке общего присоединения на гармонике h и производят компенсацию токов высших гармоник потребителей с наибольшими вкладами. - the amplitude of the harmonic current vector h of the power supply system, then the calculated contributions of consumers to the distortion of voltage and current at the point of common connection at the harmonic h are compared and the currents of higher harmonics of consumers with the greatest contributions are compensated.
Способ поясняется следующими фигурами:The method is illustrated by the following figures:
фиг. 1 - схема замещения двух потребителей, подключенных к одной системе электроснабжения;fig. 1 - equivalent circuit of two consumers connected to one power supply system;
фиг. 2 - зависимость вклада потребителя в искажения напряжения в ТОП от процента генерируемого тока по отношению к общему генерируемому току в системе, и от процента мощности потребителя по отношению к общей мощности потребителей в системе;fig. 2 - dependence of the consumer's contribution to voltage distortions in the TOP on the percentage of generated current in relation to the total generated current in the system, and on the percentage of consumer power in relation to the total power of consumers in the system;
1 - комплексное сопротивление СЭС;1 - complex resistance of SES;
2 - измеритель тока СЭС;2 - SES current meter;
3 - измеритель тока первого потребителя;3 - first consumer current meter;
4 - измеритель тока второго потребителя;4 - current meter for the second consumer;
5 - комплексное сопротивление первой линии;5 - complex resistance of the first line;
6 - комплексное сопротивление второй линии;6 - complex resistance of the second line;
7 - нелинейная нагрузка первого потребителя;7 - non-linear load of the first consumer;
8 - линейная нагрузка первого потребителя;8 - linear load of the first consumer;
9 - нелинейная нагрузка второго потребителя;9 - non-linear load of the second consumer;
10 - линейная нагрузка второго потребителя.10 - linear load of the second consumer.
Способ осуществляется следующим образом. В энергетической системе рассматриваемой на каждой гармонике h в отдельности устанавливается измеритель тока СЭС 2, определяющий амплитуды и фазы токов высших гармоник СЭС, протекающих по комплексному сопротивлению СЭС 1, устанавливается измеритель тока первого потребителя 3, определяющий амплитуды и фазы токов высших гармоник, протекающих по комплексному сопротивлению первой линии 5, устанавливается измеритель тока второго потребителя 4, определяющий амплитуды и фазы токов высших гармоник, протекающих по комплексному сопротивления второй линии 6. нелинейной нагрузки первого потребителя 7.The method is carried out as follows. In the energy system considered at each harmonic h, a
При отклонении качества электрической энергии в точке общего присоединения от установленных стандартами норм выполняются следующие действия.If the quality of electrical energy at the point of common connection deviates from the norms established by the standards, the following actions are performed.
Для каждой гармоники h рассчитываются углы между векторами токов потребителей и токов СЭС по формулам (1) и (2):For each harmonic h, the angles between the vectors of consumer currents and SES currents are calculated according to formulas (1) and (2):
гдеwhere
- фаза вектора тока гармоники h, определенная измерителем тока первого потребителя 3; - the phase of the harmonic current vector h , determined by the current meter of the
- фаза вектора тока гармоники h, определенная измерителем тока второго потребителя 4; - the phase of the harmonic current vector h , determined by the current meter of the
- фаза вектора тока гармоники h, определенная измерителем тока СЭС 2; - the phase of the harmonic current vector h , determined by the
- угол между фазами и ; - angle between phases and ;
- угол между фазами и . - angle between phases and ...
Затем для каждой гармоники h рассчитываются проекции векторов токов потребителей на вектор тока СЭС по формулам (3) и (4):Then, for each harmonic h, the projections of the consumers' current vectors onto the SES current vector are calculated using formulas (3) and (4):
где where
- амплитуда вектора тока гармоники h, определенная измерителем тока первого потребителя 3; - the amplitude of the harmonic current vector h , determined by the current meter of the
- амплитуда вектора тока гармоники h, определенная измерителем тока второго потребителя 4; - the amplitude of the harmonic current vector h , determined by the current meter of the
- амплитуда вектора тока гармоники h, определенная измерителем тока СЭС 2; - the amplitude of the harmonic current vector h , determined by the
- проекция амплитуды вектора на амплитуду вектора ; is the projection of the amplitude of the vector on the amplitude of the vector ;
- проекция амплитуды вектора на амплитуду вектора ; is the projection of the amplitude of the vector on the amplitude of the vector ;
Далее рассчитывается вклад каждого потребителя в искажения тока и напряжения в ТОП по выражению (5):Next, the contribution of each consumer to the current and voltage distortions in the TOP is calculated according to the expression (5):
где: where:
- вклад n-ого потребителя в искажение напряжения и тока в ТОП на гармонике h; - the contribution of the n- th consumer to the voltage and current distortion in the CCD at the h harmonic;
- амплитуда вектора тока гармоники h n-ого потребителя; - amplitude of the current vector of the harmonic of the hn -th consumer;
- угол между фазами вектора тока гармоники h n-ого потребителя и . - the angle between the phases of the harmonic current vectorhnth consumer and...
Обоснованность использования данного подхода подтверждается следующим. Из схемы на фиг. 1 видно, что несинусоидальное напряжение сети Ů 0 пропорционально векторной сумме токов первого и второго потребителя при условии постоянства сопротивления сети Z 0 по формуле (6): The validity of using this approach is confirmed by the following. From the diagram in FIG. 1 it can be seen that the non-sinusoidal voltage of the network Ů 0 is proportional to the vector sum of the currents of the first and second consumers, provided that the resistance of the network Z 0 is constant according to the formula (6):
гдеwhere
- напряжение гармоники h в ТОП; - voltage of harmonic h in TOP;
- величина комплексного сопротивления СЭС 1. - the value of the complex resistance of
В ходе аналитического определения токов , , использовались следующие коэффициенты (7-11), характеризующие структуру рассматриваемой системы электроснабжения: During the analytical determination of currents , , the following coefficients were used (7-11), characterizing the structure of the considered power supply system:
где where
- коэффициент, показывающий во сколько раз комплексное сопротивление линейной нагрузки первого потребителя 8 больше комплексного сопротивления СЭС на гармонике h; - coefficient showing how many times the complex resistance of the linear load of the
- коэффициент, показывающий во сколько раз комплексное сопротивление линейной нагрузки второго потребителя 10 больше комплексного сопротивления СЭС на гармонике h; - coefficient showing how many times the complex resistance of the linear load of the
- коэффициент, показывающий во сколько раз комплексное сопротивление первой линии 5 больше комплексного сопротивления СЭС на гармонике h; - coefficient showing how many times the complex resistance of the
- коэффициент, показывающий во сколько раз комплексное сопротивление второй линии 6 больше комплексного сопротивления СЭС на гармонике h; - coefficient showing how many times the complex resistance of the
Тогда выражения для тока, протекающего в линии системы электроснабжения (12), и токов первого (13) и второго (14) потребителя принимают следующий вид:Then the expressions for the current flowing in the line of the power supply system (12) and the currents of the first (13) and second (14) consumer take the following form:
где where
- ток, генерируемый нелинейной нагрузкой первого потребителя 7; - the current generated by the non-linear load of the
- ток, генерируемый нелинейной нагрузкой второго потребителя 9. - the current generated by the non-linear load of the
По составляющим и видно, что генерируемый ток высших гармоник потребителей распределяется как в систему, так и на другого потребителя. Однако, они несут информацию о структуре всей системы электроснабжения в целом, а значит считать их за погрешность способа ошибочно, так как в данном случае рассматривается взаимное влияние всех объектов друг на друга, а не каждый объект в отдельности. By components and it can be seen that the generated higher harmonic current of consumers is distributed both to the system and to another consumer. However, they carry information about the structure of the entire power supply system as a whole, which means that it is erroneous to consider them as an error of the method, since in this case the mutual influence of all objects on each other is considered, and not each object separately.
В итоге производится сравнение рассчитанных вкладов потребителей в искажение напряжения и тока в точке общего присоединения на гармонике h в процентном соотношении, далее токи высших гармоник потребителей с наибольшими вкладами компенсируются в первую очередь любым из разработанных способов компенсации тока высших гармоник, например используя пассивные или активные фильтры высших гармоник.As a result, a comparison is made of the calculated contributions of consumers to the voltage and current distortion at the point of common connection at the harmonic h in percentage ratio, then the currents of higher harmonics of consumers with the greatest contributions are compensated primarily by any of the developed methods of compensation of the higher harmonic current, for example, using passive or active filters higher harmonics.
Способ поясняется следующими примерами. Проведен расчет несинусоидального режима для системы электроснабжения, представленной на фиг. 1. Параметры схемы представлены в таблице 1. The method is illustrated by the following examples. The calculation of the non-sinusoidal mode for the power supply system shown in Fig. 1. The parameters of the circuit are presented in Table 1.
В ходе расчетов менялись доли генерируемого тока каждого потребителя при условии сохранения значения суммарного генерируемого тока высших гармоник двух потребителей, а также менялось соотношение мощностей потребителей при постоянной потребляемой мощности на первой гармонике во всей системе в целом. In the course of the calculations, the shares of the generated current of each consumer changed, provided that the value of the total generated current of the higher harmonics of the two consumers was preserved, and the ratio of the consumers' power with constant power consumption at the first harmonic in the entire system as a whole changed.
Проведем расчет для частного случая, при котором доля мощности первого потребителя составляет 40%, а генерируемый первым потребителем ток третьей гармоники составляет 60% от тока третьей гармоники, суммарно генерируемого первым и вторым потребителем. Let us carry out the calculation for a particular case in which the share of the power of the first consumer is 40%, and the third harmonic current generated by the first consumer is 60% of the third harmonic current generated in total by the first and second consumers.
Согласно предложенному способу, на практике необходимо измерить токи , , , а в случае аналитического подхода - рассчитать их по формулам (12)-(14). According to the proposed method, in practice, it is necessary to measure currents , , , and in the case of an analytical approach, calculate them using formulas (12) - (14).
Перед этим рассчитывается индуктивная часть комплексного сопротивления СЭС 1 (равная полному комплексному сопротивлению в данном частном случае:Before that, the inductive part of the complex resistance of
где where
h - номер гармоники. h - harmonic number.
Для третьей гармоники:For the third harmonic:
Тогда фаза комплексного сопротивления СЭС 1 на третьей гармонике:Then the phase of the complex resistance of
Индуктивная часть комплексного сопротивления первой линии 5: The inductive part of the complex resistance of the first line 5:
где where
ƒ - основная частота сети. ƒ - main frequency of the network.
Для третьей гармоники:For the third harmonic:
Полное комплексное сопротивление первой линии 5: Total complex impedance of the first line 5:
Для третьей гармоники:For the third harmonic:
Фаза комплексного сопротивления первой линии 5 третьей гармоники:Phase of the complex impedance of the first line of the 5th third harmonic:
Аналогично для комплексного сопротивления второй линии 6:Similarly for the complex resistance of the second line 6:
где where
- индуктивная часть комплексного сопротивления второй линии 6; - the inductive part of the complex resistance of the
- полное комплексное сопротивление второй линии 6; - total complex impedance of the
- фаза комплексного сопротивления второй линии 6. - the phase of the complex resistance of the
Далее рассчитываются параметры линейной нагрузки первого потребителя 8. Активная и реактивная мощности определяются следующим образом:Next, the parameters of the linear load of the
гдеwhere
- доля мощности первого потребителя по отношению к суммарной мощности всех потребителей системы. - the share of the power of the first consumer in relation to the total power of all consumers of the system.
Так как потребители электроэнергии традиционно замещаются параллельным соединением активного и реактивного сопротивления, то рассчитаем следующие значения:Since electricity consumers are traditionally replaced by a parallel connection of active and reactive resistance, we calculate the following values:
гдеwhere
- базовое напряжение, к которому приведены значения всех элементов системы, - base voltage, to which the values of all elements of the system are reduced,
- активное сопротивление линейной нагрузки первого потребителя 8; - active resistance of the linear load of the
- реактивное сопротивление линейной нагрузки первого потребителя 8. - the reactance of the linear load of the
Однако для дальнейших расчетов необходимо эквивалентировать параллельное соединение в последовательное However, for further calculations, it is necessary to equivalent the parallel connection to the serial
гдеwhere
- эквивалентное активное сопротивление линейной нагрузки первого потребителя 8; - equivalent active resistance of the linear load of the
- эквивалентное реактивное сопротивление линейной нагрузки первого потребителя 8. - equivalent reactance of the linear load of the
Для третьей гармоники:For the third harmonic:
ТогдаThen
гдеwhere
- эквивалентное полное сопротивление линейной нагрузки первого потребителя 8. - equivalent impedance of the linear load of the
- фаза линейной нагрузки первого потребителя 8. - phase of the linear load of the
Аналогично рассчитываются параметры линейной нагрузки второго потребителя 10.The parameters of the linear load of the
ГдеWhere
- активное сопротивление линейной нагрузки второго потребителя 10; - active resistance of the linear load of the
- реактивное сопротивление линейной нагрузки второго потребителя 10; - the reactance of the linear load of the
- эквивалентное активное сопротивление линейной нагрузки второго потребителя 10; - equivalent active resistance of the linear load of the
- эквивалентное реактивное сопротивление линейной нагрузки второго потребителя 10; - the equivalent reactance of the linear load of the
- эквивалентное полное сопротивление линейной нагрузки второго потребителя 10; - equivalent impedance of the linear load of the
- фаза линейной нагрузки второго потребителя 10. - phase of the linear load of the
Далее проводится расчет параметров, необходимых для определения коэффициентов , , , , Next, the parameters are calculated, which are necessary to determine the coefficients , , , ,
гдеwhere
Тогда, учитывая особенности действий над комплексными величинами, рассчитываются следующие значения по формулам (10)-(14):Then, taking into account the peculiarities of actions on complex quantities, the following values are calculated using formulas (10) - (14):
; ;
; ;
; ;
; ;
. ...
Далее рассчитывается ток третьей гармоники нелинейной нагрузки первого потребителя 7. Next, the third harmonic current of the nonlinear load of the first consumer is calculated 7.
гдеwhere
- доля тока высших гармоник первого потребителя по отношению к суммарному току, генерируемому двумя потребителями; - the fraction of the current of the highest harmonics of the first consumer in relation to the total current generated by the two consumers;
- ток третьей гармоники, генерируемый первым потребителем. - the third harmonic current generated by the first consumer.
Аналогично, ток третьей гармоники нелинейной нагрузки второго потребителя 9:Similarly, the third harmonic current of the nonlinear load of the second consumer 9:
Учитывая все полученные значения, а также задавшись нулевой фазой токов, генерируемых потребителями, производится расчет по формулам (15)-(17):Taking into account all the obtained values, as well as setting the zero phase of the currents generated by consumers, the calculation is performed using formulas (15) - (17):
Далее рассчитываются углы между векторами токов потребителей , и тока СЭС по формулам (1) и (2):Next, the angles between the vectors of the consumer currents are calculated , and SES current according to formulas (1) and (2):
Затем определяются проекции амплитуд векторов , на амплитуду вектора по формулам (3) и (4):Then the projections of the amplitudes of the vectors , on the amplitude of the vector according to formulas (3) and (4):
В итоге рассчитывается вклад первого и второго потребителя в искажения тока и напряжения в ТОП по выражениям (5) и (6):As a result, the contribution of the first and second consumers to the distortions of current and voltage in the TOP is calculated according to expressions (5) and (6):
Аналогично проведен расчет для других долей мощности первого потребителя по отношению к суммарной мощности всех потребителей системы и других долей тока высших гармоник первого потребителя по отношению к суммарному току, генерируемому двумя потребителями.The calculation for other shares of the power of the first consumer in relation to the total power of all consumers of the system and other fractions of the current of higher harmonics of the first consumer in relation to the total current generated by two consumers was carried out in a similar way.
Результаты расчетов для третьей гармоники представлены на фиг. 2, где отображены значения вклада первого потребителя в искажения тока и, как следствие, напряжения в ТОП при различных генерируемых токах и мощностях потребителей. The calculation results for the third harmonic are presented in Fig. 2, which shows the values of the contribution of the first consumer to the distortion of the current and, as a consequence, the voltage in the TOP at various generated currents and powers of the consumers.
Видно, что полученные значения практически не зависят от соотношения мощностей потребителей, при этом с высокой точностью соответствуют долям генерируемого тока на первом предприятии, что говорит о незначительных величинах токов высших гармоник, перетекающих между предприятиями и не попадающими в систему электроснабжения, а также о возможности применять предложенный способ при любых соотношениях мощностей потребителей. It can be seen that the obtained values practically do not depend on the ratio of the consumers' capacities, while with high accuracy they correspond to the fractions of the generated current at the first enterprise, which indicates insignificant values of the higher harmonic currents flowing between enterprises and not entering the power supply system, as well as the possibility of using the proposed method for any ratio of consumer capacities.
Таким образом, разработанный способ оценки вклада нелинейных потребителей в искажение напряжения в ТОП позволяет определить долю участия каждого из потребителей, подключенных к ТОП в процентном соотношении, учитывая не только ток высших гармоник, генерируемый нелинейной нагрузкой потребителя, но и особенности структуры всей системы электроснабжения в целом.Thus, the developed method for assessing the contribution of nonlinear consumers to voltage distortion in the TOP allows us to determine the share of participation of each of the consumers connected to the TOP in percentage, taking into account not only the higher harmonic current generated by the consumer's nonlinear load, but also the structural features of the entire power supply system as a whole. ...
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020140768A RU2752765C1 (en) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | Method for estimating contribution of nonlinear consumers to voltage distortion at point of common connection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020140768A RU2752765C1 (en) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | Method for estimating contribution of nonlinear consumers to voltage distortion at point of common connection |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2752765C1 true RU2752765C1 (en) | 2021-08-03 |
Family
ID=77226210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020140768A RU2752765C1 (en) | 2020-12-10 | 2020-12-10 | Method for estimating contribution of nonlinear consumers to voltage distortion at point of common connection |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2752765C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2782157C1 (en) * | 2022-01-25 | 2022-10-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Method for assessing the sharing contribution of distortion sources to the supply mains voltage |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994011744A1 (en) * | 1992-11-12 | 1994-05-26 | Maritec Corporation | Precision ditigal multimeter and waveform synthesizer for multi-signals with distorted waveforms embedded in noise |
| RU2236016C2 (en) * | 2001-01-31 | 2004-09-10 | Зельвянский Александр Яковлевич | Method for evaluating actual contribution of distortion sources in electrical energy quality indices at common connection point |
| WO2009028763A1 (en) * | 2007-08-24 | 2009-03-05 | Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University | Apparatus for measuring distortion power quality index and method of operating the apparatus |
| RU2364875C1 (en) * | 2008-02-01 | 2009-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)") | Method to reveal actual contribution of electric circuit loads into distortion of power quality at common connection point |
| RU2627195C1 (en) * | 2016-10-27 | 2017-08-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Evaluation method of consumer influence on voltage distortion at point of common coupling |
| CN105866585B (en) * | 2016-04-20 | 2018-12-11 | 国网福建省电力有限公司 | A kind of harmonic wave identifing source and division of responsibiltiy method based on distortion power |
| CN110320407A (en) * | 2019-07-31 | 2019-10-11 | 国家电网有限公司 | A kind of spot measurement power grid main harmonic source localization method based on apparent energy |
-
2020
- 2020-12-10 RU RU2020140768A patent/RU2752765C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994011744A1 (en) * | 1992-11-12 | 1994-05-26 | Maritec Corporation | Precision ditigal multimeter and waveform synthesizer for multi-signals with distorted waveforms embedded in noise |
| RU2236016C2 (en) * | 2001-01-31 | 2004-09-10 | Зельвянский Александр Яковлевич | Method for evaluating actual contribution of distortion sources in electrical energy quality indices at common connection point |
| WO2009028763A1 (en) * | 2007-08-24 | 2009-03-05 | Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University | Apparatus for measuring distortion power quality index and method of operating the apparatus |
| RU2364875C1 (en) * | 2008-02-01 | 2009-08-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)") | Method to reveal actual contribution of electric circuit loads into distortion of power quality at common connection point |
| CN105866585B (en) * | 2016-04-20 | 2018-12-11 | 国网福建省电力有限公司 | A kind of harmonic wave identifing source and division of responsibiltiy method based on distortion power |
| RU2627195C1 (en) * | 2016-10-27 | 2017-08-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") | Evaluation method of consumer influence on voltage distortion at point of common coupling |
| CN110320407A (en) * | 2019-07-31 | 2019-10-11 | 国家电网有限公司 | A kind of spot measurement power grid main harmonic source localization method based on apparent energy |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2782157C1 (en) * | 2022-01-25 | 2022-10-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | Method for assessing the sharing contribution of distortion sources to the supply mains voltage |
| RU2782047C1 (en) * | 2022-04-21 | 2022-10-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Method for identifying the source of higher harmonics |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Safargholi et al. | On the dominant harmonic source identification—Part II: Application and interpretation of methods | |
| Špelko et al. | CIGRE/CIRED JWG C4. 42: Overview of common methods for assessment of harmonic contribution from customer installation | |
| US7720620B2 (en) | System and method for determining harmonic contributions from non-linear loads without disconnecting any load | |
| Tenti et al. | Load characterization and revenue metering under non-sinusoidal and asymmetrical operation | |
| Brunoro et al. | Modeling of loads dependent on harmonic voltages | |
| Sezgin et al. | State estimation based determination of harmonic current contributions of iron and steel plants supplied from PCC | |
| Artale et al. | Measurement of simplified single-and three-phase parameters for harmonic emission assessment based on IEEE 1459-2010 | |
| Gianesini et al. | Comparison of methods for determining harmonic distortion contributions using the IEEE benchmark test system | |
| Bottura et al. | Optimal positioning of power quality meters for monitoring potential conditions of harmonic resonances in a MV distribution system | |
| RU2752765C1 (en) | Method for estimating contribution of nonlinear consumers to voltage distortion at point of common connection | |
| Špelko et al. | A voltage-only method for assessing harmonic contribution from a customer installation | |
| RU2364875C1 (en) | Method to reveal actual contribution of electric circuit loads into distortion of power quality at common connection point | |
| RU2782157C1 (en) | Method for assessing the sharing contribution of distortion sources to the supply mains voltage | |
| RU2627195C1 (en) | Evaluation method of consumer influence on voltage distortion at point of common coupling | |
| Chiesa et al. | Analytical algorithm for the calculation of magnetization and loss curves of delta-connected transformers | |
| Silva et al. | A fuzzy-based approach for harmonic contribution determination at points of common coupling | |
| Herrera et al. | Harmonic disturbance identification in electrical systems with capacitor banks | |
| Zajkowski et al. | Determination of the environmental impact of reactive power compensation in the power grid | |
| Moradloo et al. | A new method for identification of main harmonic source based on the superposition and critical impedance methods | |
| Artale et al. | A single-point approach based on nonactive power factor for the assessment of harmonic distortion sources in power systems | |
| Pegoraro et al. | Impact of current transformers on line parameters estimation based on synchronized measurements | |
| Pazderin et al. | An energy flow calculation method based on energy meters data | |
| KR20120022269A (en) | System and method for assessment of harmonic emission limits at cus transmission | |
| Blazic et al. | A modified harmonic current vector method for harmonic contribution determination | |
| Domagk et al. | Identification of Equivalent Impedance Models of Downstream Networks for Harmonic Studies in Extra High Voltage Systems |