基于RTDS的谐波对电能计量影响仿真研究.pdf

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1、维普资讯http://www.cqvip.com箜鲞整塑湖北电力VJo1．32№32008年6月un．2008基于RTDS的谐波对电能计量影响仿真研究阳龙，张冯硕，向铁元(1．湖北省宜昌供电公司，湖北宜昌443000；2．武汉大学电气工程学院，武汉430072)[摘要]论文对电力系统中的非线性负荷吸收的有功功率进行了理论推导，建立了基于炼钢炉等典型非线性负荷的仿真模型，并在电力系统实时数字仿真系统(RTDS)平台上仿真实验研究了非线性负荷对电能计量装置的影响。实验结果表明，非线性负荷向电力系统注入谐波功率，并对电能计量装置产生负误差影响。[关键词]非线性负荷；谐波电能；仿真实验；电能

2、计量[中图分类号】TM933．4[文献标识码】A[文章编号】1006-3986(2008)03-0034-03SimulationStudyOfRTDSBasedHarmonicInfluenceonElectricEnergyMeasurementYANGLong，ZHANGFeng-shuo，XIANGTie-yuan(1．HubeiYichangPowerSupplyCompany，YichangHubei443000，China；2．WuhanUniversity，Wuhan430072，China)[Abstract]Thenonlinearloadabsorptionof

3、theactivepowerinpowersystemwastheoreticallyderived．Thetypicalnonlinearloadsimulationmodel，suchassteel-smeltingfurnace，wasestablished，andthenonlinearloadinfluenceonelectricenergymeasurementtheplatformofrealtimedigitalsimulation(RTDS)wasexperimentedandstudied．Itshoewdthatnonlinearloadinjectshormo

4、nicpowertosystem，andcreatesthenegativeerrortoenergymetering．[Keywords]nonlirtearload；harmonicenergy；simulationexperiments；energymeasurement本文基于炼钢炉等典型非线性负荷，从理论上设电源电压电流不发生畸变，PCC处的谐波分分析了谐波功率对电能计量的影响。在理论分析的量由非线性负载引起，电压为基础上，建立了相应的仿真模型，并利用电力系统实(f)=√21c0s(wt+1)+√2UHhc0s(hwt时数字仿真系统(RTDS)仿真实验研究了谐波功率+)(1

5、)对电能计量装置的影响。式中：Ⅳ为非线性负载产生的最高次谐波次数；U为1电力系统谐波功率含量的理论分析PCC处的基波电压；U为由于非线性负载发出谐波在PCC处引起的h次谐波电压有效值；为非图1为某含非线性及线性负载的电力系统等效线性负载在PCC处引起的h次谐波电压的初相角；电路。图中电压源s的电压为(t)，U(t)是图中为PCC处的电压基波分量初相角。PCC处的电压，z是电源内阻和线路阻抗；Z和z此时，非线性负载电流i(t)和线性负载电流分别为非线性负载和线性负载阻抗。i(t)分别为iH(f)=√2，Hlc0s(wt+

6、HI)一√2InhCOS(hwt+lHh)(2)一iM(f)=√

7、2，Mlc0s(wt+咖iM1)+图1含非线性及线性负载的电力系统等效电路√2InhCOS(hwt+_Mh)(3)式中J，分别为非线性负载发出的h次谐波电[收稿日期]2008—05-15流有效值和初相角(符号表示电流实际方向与参考[作者简介]阳龙(1967一)，男，湖北江陵人，高级工程方向是否一致)；，，分别为非线性负载吸收的师。·34·维普资讯http://www.cqvip.comV01．32№3湖北电力箜2008鲞年箜6月塑Jun．2008由非线性负载发出的h次谐波有效值和初相角；电uA输01流变器可控硅五；赢4)川，分别为非线性负载和线性负载的基波电流2初相角。2．t一I一非

8、线性负载z吸收的有功功率P为电压取样P=专。PH(t=专。㈠H(c)dtRTDS内部结点和变擞输出对应关系皿皿C珏__一C珂3——J=u1，Hlcos4,H1一U．h，Hhcos4,Hh，=PHl—PHh(4)式中：。=。一；。；一咖；尸。为非线性负载吸收的基波有功功率；P为非线性负载发出的图2非线性负荷RTDS仿真图谐波有功功率，负号表示负载向系统注入谐波功率。电流波形如图3所示，图3中的上图为电流波形，下非线性负载在一个周期内消耗的电能为图为电压波形。