諧波阻抗測量及諧波輻射水平諧波阻抗的測量方法單一干擾負荷的諧波發射水平主要內容1諧波電流注入法測量諧波阻抗在公共連接點（PCC）注入諧波電流，同時測量該點的諧波電壓，通過測量結果進行計算。由于系統存在背景諧波，因此注入非整數的諧波電流（間諧波電流），通過測量得到的各點間諧波阻抗，利用插值方法得到諧波阻抗。1.1測量原理

~PCCIZshUsh1.2三相系統的測量原理~~~Ush_AUsh_BUsh_CZAAZBBZCCZTIAIBICUAUBUCZBAZABZBCZCBZCAZACPAPBPCPT對三相系統：1.2三相系統的測量原理在間諧波頻率下的背景諧波可以忽略，因此間諧波下：1.2三相系統的測量原理利用頻譜分析技術，阻抗

的計算公式為

這里

分別時電壓UA,UB,UC與注入電流I的平均互功率譜，而

是注入電流的自功率譜。i,j=A,B,C1.2三相系統的測量原理相關函數（Acoherencefunction）CHij

根據下式計算得出，用以前面得到的阻抗測量的質量因子。i,j=A,B,C1.2三相系統的測量原理在得到阻抗矩陣

后，可以轉化為對稱分量性質的阻抗矩陣

1.2三相系統的測量原理Hydro-Québec1.3測量實例大容量的諧波注入源體積龐大，成本高昂。1.4存在的問題2投切輔助并聯元件測量諧波阻抗通過投切輔助并聯元件如并聯電容器組，電抗器等元件，通過測量輔助并聯元件投切前后的電波電流和電壓的變化來計算出系統的諧波阻抗。3諧波電流和電壓增量法

測量諧波阻抗通過測量系統非線性負荷變化過程中的諧波電壓和電流的增量來測量計算諧波電壓。本質上同也要利用輔助元件的投切，或者通過諧波源負荷的變化進行測量，比如軋機系統的周期性波動負荷。3.1問題的提出比利時烈日大學提出理論、布魯塞爾自由大學實施。目的：評估諧波源的干擾水平，確定諧波源對諧波干擾水平的“貢獻”手段：需要測量系統諧波阻抗3.2前人的工作理論：根據楊洪耕博士在Liege大學的博士論文。布魯塞爾自由大學J.C.MAUN的技術團隊提出諧波評估的新理論。依據理論開發Qwave（一套測量電能質量的裝置），進行諧波阻抗的測量實踐。3.3測量諧波阻抗的原理假定有三個連續的采樣窗口a，b，c假定在此期間的Esh和Zsh不變每個采樣窗口10個周波3.3測量諧波阻抗的原理諧波阻抗：3.3測量諧波阻抗的原理3.4存在的問題測量結果的分散性大甚至于測量到的阻抗實部為負數已知儀器的測量精度滿足要求可能的問題在哪里？由于采樣頻率是通過裝置內部的鎖相環PLL來鎖定跟蹤系統頻率，采樣頻率fs相對于系統頻率f有一個延時（約200ms，10個周波）。02

4

6

8

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20

03.4.1波形采樣的截斷誤差3.4.2信號的同步問題電網的頻率是變化的不同窗口的測量要求“歸一”到同一參考波形，系統穩定的周期的波形系統頻率變化導致的采樣窗口和頻率變化以及初相角的調整00上圖：系統周期下圖：實際的采樣周期3.4.2信號的同步問題實際現場的基波阻抗測量結果：3.4.3實際測量的分散性3.5分析結果測量中要求電壓和電流相量是參考同一個參考相量分析原始的電壓和電流相量測量結果，發現:每次測量采樣窗口a與c之間的電壓和電流幅值相同，但是之間的相角差變化不一。而相角差主要由于頻率突變引起。尋找頻率變化的原因。3.6誤差理論相角差的計算公式測量過程中同時采集頻率數據，并計算因為：而在負荷阻抗的變化過程中3.6.1頻率測量結果的不穩定負荷阻抗的變化會引起電壓相角和幅值的跳變，從而引起頻率測量結果的跳變3.6.1頻率測量結果的不穩定頻率采樣窗口3.6.1頻率測量結果的不穩定3.7同步問題引起的阻抗測量誤差

推導結果理論分析結果3.7同步問題引起的阻抗測量誤差分析動模實際測量的阻抗誤差曲線02468101214161820-60-40-200204060

UsEs(%)|

Zs|

|Zs|（%)3.7同步問題引起的阻抗測量誤差分析動模的阻抗相角誤差測量結果02468101214161820-20-15-10-505101520

UsEs(%)Zs的角度誤差度3.7同步問題引起的阻抗測量誤差分析3.8諧波阻抗測量結果動模測量結果測量模型及原理動模上的諧波阻抗測量結果

3.8諧波阻抗測量結果現場實際的諧波阻抗測量結果3.9提高阻抗測量精度的方法相角差的測量結果服從正態分布，通過大量的測量試驗數據，可以使即：大量阻抗測量的平均值就是阻抗的真值動模的測量結果統計（平均）510150102030405060708090100A相B相C相(

)(

)RjXh＝157111317192325293.9實際測量統計結果動模網絡諧波阻抗測量統計值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實際測量統計結果現場測量結果圖示3.9實際測量統計結果現場測量的諧波阻抗統計值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