RU2236016C2 - Method for evaluating actual contribution of distortion sources in electrical energy quality indices at common connection point - Google Patents
Method for evaluating actual contribution of distortion sources in electrical energy quality indices at common connection point Download PDFInfo
- Publication number
- RU2236016C2 RU2236016C2 RU2001102723/09A RU2001102723A RU2236016C2 RU 2236016 C2 RU2236016 C2 RU 2236016C2 RU 2001102723/09 A RU2001102723/09 A RU 2001102723/09A RU 2001102723 A RU2001102723 A RU 2001102723A RU 2236016 C2 RU2236016 C2 RU 2236016C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- distortion
- common connection
- voltage
- point
- sources
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
- Y04S10/52—Outage or fault management, e.g. fault detection or location
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к способам определения фактического вклада поставщиков и потребителей электроэнергии в значения показателей качества электроэнергии по напряжению, измеряемых в общей для поставщиков и потребителей электроэнергии точке (узле) электрической сети на интервале наблюдения (усреднения) этих показателей, а более конкретно - в значения коэффициента n-й гармонической составляющей напряжения и коэффициентов несимметрии напряжений по обратной и нулевой последовательностям.The present invention relates to methods for determining the actual contribution of suppliers and consumers of electricity to the voltage quality indicators of electricity, measured at a point (node) of the electric network common to suppliers and consumers of electricity on the observation (averaging) interval of these indicators, and more specifically, to the coefficient values nth harmonic component of the voltage and voltage asymmetry coefficients in the reverse and zero sequences.
Для определения меры ответственности поставщиков и потребителей электрической энергии за ухудшение показателей качества электроэнергии необходимо знать фактический вклад этих субъектов в значение показателей качества электроэнергии по напряжению, формируемых в общем для них узле электрической сети, называемом далее точкой общего присоединения (ТОП).To determine the liability of suppliers and consumers of electric energy for the deterioration of electric power quality indicators, it is necessary to know the actual contribution of these entities to the electric power quality indicators by voltage, which are formed in a common node of the electric network, hereinafter referred to as the common connection point (TOP).
Для этого производится длительное (от 1 до 7 суток) измерение напряжений искажений, характеризующих соответствующий показатель качества электроэнергии в точке общего присоединения, а также соответствующих токов искажений и фазовых углов сдвига для каждого из присоединенных к точке общего присоединения субъектов. Полученная совокупность измеренных данных состоит из множества значений этих величин, полученных на интервалах наблюдения (усреднения), длительность которых определена в [1]. В различных наблюдениях один и тот же субъект может выступать как в роли источника, так и рецептора искажений.To do this, a long-term (from 1 to 7 days) measurement of distortion stresses characterizing the corresponding indicator of the quality of electricity at the point of common connection, as well as the corresponding distortion currents and phase shift angles for each of the subjects connected to the point of common connection, is performed. The obtained set of measured data consists of the set of values of these values obtained at the observation (averaging) intervals, the duration of which is determined in [1]. In various observations, the same subject can act both as a source and a distortion receptor.
Фактический вклад каждого из субъектов в ухудшение показателей качества электроэнергии в ТОП определяется на расчетном периоде, равном 24 часа, методами, изложенными в [1], на основе значений фактического его вклада в значение соответствующего показателя качества электроэнергии на каждом интервале наблюдения.The actual contribution of each of the entities to the deterioration of electric power quality indicators in the TOP is determined on the calculation period equal to 24 hours, using the methods described in [1], based on the values of its actual contribution to the value of the corresponding electric power quality indicator at each observation interval.
Известен способ определения фактического вклада от источников несинусоидальности на интервале наблюдения [2], при котором этот вклад для каждого из генерирующих потребителей определяется по формуле:A known method for determining the actual contribution from sources of non-sinusoidality on the observation interval [2], in which this contribution for each of the generating consumers is determined by the formula:
а для энергосистемы - по формуле:and for the power system - according to the formula:
где - значение коэффициента n-ой гармонической составляющей напряжения в ТОП;Where - the value of the coefficient of the n-th harmonic component of the voltage in the TOP;
- фактический вклад i-го искажающего потребителя в значение коэффициента n-ой гармонической составляющей напряжения в ТОП; - the actual contribution of the i-th distorting consumer to the value of the coefficient of the n-th harmonic component of the voltage in the TOP;
- значение n-ой гармонической составляющей тока, генерируемое искажающим потребителем; - the value of the nth harmonic component of the current generated by the distorting consumer;
- активная и реактивная составляющие входного импеданса для искажающих потребителей данной точке общего присоединения; - active and reactive components of the input impedance for distorting consumers at a given point of common connection;
- фазовый угол сдвига между n-ой гармонической составляющей тока i-го искажающего потребителя и n-ой гармонической составляющей напряжения в ТОП; - phase angle of shift between the nth harmonic component of the current of the i-th distorting consumer and the nth harmonic component of the voltage in the TOP;
- фактический вклад энергоснабжающей организации в значение коэффициента n-ой гармонической составляющей напряжения в ТОП. - the actual contribution of the energy supplying organization to the value of the coefficient of the nth harmonic component of the voltage in the TOP.
Недостаток этого способа заключается в низкой точности. Действительно, помимо данных измерений в него входят такие параметры, как и . Эти составляющие рассчитываются приближенно с погрешностью около 20% и считаются неизменными на всех интервалах наблюдений в течение всего периода измерений. В действительности эти значения могут в течение периода измерений изменяться в широких пределах, а получить информацию о составе нагрузок в какой-либо момент времени с достаточной точностью чрезвычайно сложно.The disadvantage of this method is its low accuracy. Indeed, in addition to the measurement data, it includes parameters such as and . These components are calculated approximately with an error of about 20% and are considered unchanged at all observation intervals throughout the entire measurement period. In fact, these values can vary over a wide period during the measurement period, and it is extremely difficult to obtain information about the composition of the loads at any given time with sufficient accuracy.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения фактического вклада источника несинусоидальности в нарушение установленных требований в точке общего присоединения, изложенный в [3].Closest to the technical nature of the proposed is a method for determining the actual contribution of the source of non-sinusoidality in violation of the established requirements at the point of common connection, described in [3].
Согласно этому методу допустимый вклад i-ого источника на каждом интервале наблюдения рассчитывается по формуле:According to this method, the allowable contribution of the i-th source on each observation interval is calculated by the formula:
где - значения активной и реактивной составляющих тока n-ой гармоники, генерируемых i-м искажающим потребителем;Where - the values of the active and reactive components of the current of the nth harmonic generated by the ith distorting consumer;
- значения активной и реактивной составляющих суммарного тока n-ой гармоники, генерируемого всеми искажающими потребителями, присоединенными к данной ТОП. - the values of the active and reactive components of the total current of the nth harmonic generated by all distorting consumers connected to this TOP.
Достоинство предложенного метода заключается в том, что для определения фактического вклада используются только экспериментально полученные значения, а недостаток - в узкой зоне применения, сложности использования и недостаточной точности.The advantage of the proposed method lies in the fact that only experimentally obtained values are used to determine the actual contribution, and the disadvantage is in the narrow area of application, complexity of use, and insufficient accuracy.
Так согласно [3] этот метод может быть использован только в случае, если фон (несинусоидальность) энергосистемы пренебрежимо мал. Иными словами, этот метод применим для точек общего присоединения, где источниками искажения являются только потребители, а энергоснабжающая организация является пассивным рецептором.So, according to [3], this method can only be used if the background (non-sinusoidality) of the energy system is negligible. In other words, this method is applicable for points of common connection, where only consumers are sources of distortion, and the energy supplying organization is a passive receptor.
Таким образом, этот метод применим в весьма узкой зоне. Допущение о малом фоне энергосистемы проверить достаточно сложно (необходимо отключение искажающих потребителей). Кроме того, нельзя гарантировать стабильность уровня фона в процессе измерений, что ведет к понижению точности полученных результатов.Thus, this method is applicable in a very narrow area. The assumption of a small background of the power system is difficult to verify (it is necessary to turn off distorting consumers). In addition, it is impossible to guarantee the stability of the background level during the measurement process, which leads to a decrease in the accuracy of the results.
Целью предлагаемого способа является расширение зоны применения, упрощение процесса определения фактического вклада и повышение точности.The aim of the proposed method is to expand the area of application, simplifying the process of determining the actual contribution and improving accuracy.
Поставленная цель достигается тем, что способ определения фактического вклада субъектов процесса поставки и потребления электроэнергии в значения показателей качества электроэнергии в точке их общего присоединения на интервале наблюдения, при котором измеряется напряжение искажений, характеризующее соответствующий показатель качества электроэнергии по напряжению в точке общего присоединения, токи искажений субъектов, подключенных к этой точке, определяющие значение показателя качества, а также фазовые углы сдвига этих электрических величин, отличается тем, что на каждом интервале наблюдений определяют множество К субъектов - источников искажения, для которых , причем фактический вклад k-ого источника искажения прямо пропорционален проекции на их суммарный ток:This goal is achieved by the fact that the method of determining the actual contribution of the subjects of the process of supply and consumption of electricity to the values of the quality indicators of electricity at the point of their common connection at the observation interval, at which the distortion voltage is measured, characterizing the corresponding indicator of the quality of electricity by voltage at the point of common connection, distortion currents subjects connected to this point, determining the value of the quality indicator, as well as the phase angles of shift of these electric of values, differs in that on each observation interval determine the set of K subjects - sources of distortion, for which , and the actual contribution of the k-th distortion source is directly proportional to the projection on their total current:
где - модуль суммарного тока искажений, генерируемого К субъектами - источниками искажений, присоединенными к точке общего присоединения;Where - the module of the total distortion current generated by K entities - sources of distortion attached to the point of common connection;
- модуль тока искажений, генерируемого k-м субъектом - источником искажений, присоединенным к точке общего присоединения; - modulus of distortion current generated by the k-th subject - a distortion source attached to the point of common connection;
- фазовый угол сдвига тока искажений, генерируемых k-м субъектом; - phase angle of the shift of the distortion current generated by the kth subject;
- фазовый угол сдвига тока искажений, генерируемого всеми К субъектами - источниками искажений, присоединенными к точке общего присоединения. - phase angle of the shift of the distortion current generated by all K entities - sources of distortion attached to the point of common connection.
В общем случае схема замещения субъектов для определения их фактического вклада в значение напряжения искажения, характеризующего соответствующий показатель качества электроэнергии в точке общего присоединения, имеет вид, приведенный на фиг.1.In the General case, the equivalent circuit of subjects to determine their actual contribution to the value of the distortion voltage, characterizing the corresponding indicator of the quality of electricity at the point of common connection, has the form shown in figure 1.
Существенными являются следующие соображения:The following considerations are relevant:
1. Для таких показателей качества электроэнергии, как коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения, коэффициент n-й гармонической составляющей напряжения, составляющей и коэффициенты несимметрии напряжений по обратной и нулевой последовательностям, не существует разницы между энергоснабжающей организацией и потребителями.1. For such indicators of power quality as the distortion coefficient of the sinusoidality of the voltage curve, the coefficient of the nth harmonic component of the voltage, the component and the voltage asymmetry coefficients in the reverse and zero sequences, there is no difference between the power supply organization and consumers.
2. Для этих же показателей качества знание внутренней структуры потребителя (линейная и нелинейная часть) не является существенным, поскольку показатель качества электроэнергии формируется током, измеряемым непосредственно на входе в ТОП.2. For the same quality indicators, knowledge of the consumer’s internal structure (linear and non-linear parts) is not essential, since the indicator of the quality of electricity is generated by the current measured directly at the input to the TOP.
Действительно, энергоснабжающая организация отличается от потребителей только на основной частоте питающего напряжения. На высших гармониках или в случае несимметрии источником искажений может быть как энергоснабжающая организация, так и потребитель. Причем на различных интервалах наблюдений один и тот же субъект, подключенный к точке общего присоединения, может быть как источником искажений, так и его рецептором. Поэтому для этого вида показателей качества электроэнергии не существует электротехнического признака, позволяющего однозначно отделить энергоснабжающую организацию от потребителей электроэнергии.Indeed, the energy supply organization differs from consumers only in the main frequency of the supply voltage. At higher harmonics or in case of asymmetry, both the energy supplying organization and the consumer can be a source of distortion. Moreover, at different observation intervals, the same subject connected to the point of common attachment can be either a source of distortion or its receptor. Therefore, for this type of indicators of the quality of electricity, there is no electrotechnical feature that allows you to clearly separate the energy supplying organization from electricity consumers.
В известных экспериментально-расчетных методах структура субъекта, подключенного к точке общего присоединения, разделяется на источник искажения и пассивную линейную часть. Однако это не представляется целесообразным для решения поставленной задачи, поскольку необходимо знать не долю искажений, вносимых нелинейной частью нагрузок субъекта, а субъектом в целом на рассматриваемом интервале наблюдения.In known experimental calculation methods, the structure of a subject connected to a point of common connection is divided into a distortion source and a passive linear part. However, this does not seem appropriate for solving the problem, since it is necessary to know not the fraction of distortions introduced by the nonlinear part of the loads of the subject, but the subject as a whole on the observation interval under consideration.
По данным измерений напряжения искажений, характеризующего показатель качества электроэнергии, токов искажений, формирующих это напряжение, и их фазовых углов сдвига, на каждом интервале наблюдения легко разделить всех субъектов, подключенных к точке общего присоединения, на источники искажения и рецепторы. Так между напряжением искажения и соответствующим током искажений каждого из субъектов-рецепторов фазовый угол сдвига лежит в диапазоне 90°≥Δφ≥-90°, а у субъектов - источников искажений - соответственно вне этих пределов.According to the measurement data of distortion voltage, which characterizes the indicator of the quality of electricity, the distortion currents that form this voltage, and their phase shift angles, it is easy to divide all subjects connected to the point of common connection into distortion sources and receptors at each observation interval. So, between the distortion voltage and the corresponding distortion current of each of the receptor subjects, the phase angle of shift lies in the range of 90 ° ≥Δφ≥-90 °, and for the subjects - sources of distortion - respectively, outside these limits.
Субъекты - источники искажений могут быть эквивалентированы источникам тока , который и измеряется в ходе наблюдения, а рецепторы - пассивной комплексной проводимостью (фиг.2).Subjects - sources of distortion can be equivalent to current sources , which is measured during observation, and receptors passive complex conductivity (figure 2).
Тогда ток , формирующий значение напряжения искажений в точке общего присоединения на эквивалентной пассивной комплексной проводимости, равной комплексной сумме соответствующих проводимостей-рецепторов, равен сумме токов потребителей -источников искажений. Очевидно, чтоThen current forming the value of the distortion voltage at the point of common attachment at the equivalent passive complex conductivity equal to the complex sum of the corresponding conductivity receptors is equal to the sum of the currents consumer sources of distortion. It's obvious that
Тогда фактический вклад каждого из субъектов - источников искажений может быть определен по формуле (2).Then the actual contribution of each of the subjects - sources of distortion can be determined by the formula (2).
Как видно, предложенный способ базируется только на данных измерений, применяется без ограничений на структуры замещения субъектов, подключенных к узлу общего присоединения. Следовательно, он обладает высокой точностью и не требует предварительного изучения особенностей энергосистемы и потребителей. Таким образом, поставленные цели - расширение зоны применения, упрощение процесса определения фактического вклада и повышение точности на интервале наблюдения являются достигнутыми.As you can see, the proposed method is based only on the measurement data, it is applied without restrictions on the substitution patterns of entities connected to the common connection node. Therefore, it has high accuracy and does not require a preliminary study of the features of the power system and consumers. Thus, the goals set - expanding the area of application, simplifying the process of determining the actual contribution and improving accuracy at the observation interval are achieved.
Формула (1) может быть преобразована в формулу (2) и является эквивалентной. Однако ранее предполагалось, что она имеет ограниченное применение. Новизна предложенного способа заключается в том, что она может быть использована без каких-либо ограничений.Formula (1) can be converted to formula (2) and is equivalent. However, it was previously assumed that it has limited use. The novelty of the proposed method lies in the fact that it can be used without any restrictions.
Предложенный способ может быть использован, например, в специализированных анализаторах спектра напряжений, предназначенных для измерений показателей качества электроэнергии.The proposed method can be used, for example, in specialized voltage spectrum analyzers for measuring power quality indicators.
Источники информацииSources of information
1. ГОСТ 13109-97.1. GOST 13109-97.
2. Методика контроля и анализа качества электрической энергии в электрических сетях общего назначения. - М.: Екатеринбург, 1995, Приложение П. с.70.2. Methods of control and analysis of the quality of electric energy in electric networks of general purpose. - M.: Ekaterinburg, 1995, Appendix P. p.70.
3. Методика контроля и анализа качества электрической энергии в электрических сетях общего назначения. - М.: Екатеринбург, 1995, Приложение Н. с.68-69.3. Methods of control and analysis of the quality of electric energy in electric networks of general purpose. - M .: Yekaterinburg, 1995, Appendix N. p. 68-69.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001102723/09A RU2236016C2 (en) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | Method for evaluating actual contribution of distortion sources in electrical energy quality indices at common connection point |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001102723/09A RU2236016C2 (en) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | Method for evaluating actual contribution of distortion sources in electrical energy quality indices at common connection point |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001102723A RU2001102723A (en) | 2002-12-20 |
RU2236016C2 true RU2236016C2 (en) | 2004-09-10 |
Family
ID=33432598
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001102723/09A RU2236016C2 (en) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | Method for evaluating actual contribution of distortion sources in electrical energy quality indices at common connection point |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2236016C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2752765C1 (en) * | 2020-12-10 | 2021-08-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Method for estimating contribution of nonlinear consumers to voltage distortion at point of common connection |
RU2786787C1 (en) * | 2022-04-13 | 2022-12-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Method for identifying the harmonic emission of the consumer |
-
2001
- 2001-01-31 RU RU2001102723/09A patent/RU2236016C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Методика контроля и анализа качества электрической энергии в электрических сетях. - М. - Екатеринбург, 1995, приложение Н., с.68 и 69. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2752765C1 (en) * | 2020-12-10 | 2021-08-03 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Method for estimating contribution of nonlinear consumers to voltage distortion at point of common connection |
RU2786787C1 (en) * | 2022-04-13 | 2022-12-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Method for identifying the harmonic emission of the consumer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cataliotti et al. | Compensation of nonlinearity of voltage and current instrument transformers | |
Muscas | Assessment of electric power quality: Indices for identifying disturbing loads | |
Gutiérrez et al. | Flicker measurement system for wind turbine certification | |
Safargholi et al. | On the dominant harmonic source identification—Part II: Application and interpretation of methods | |
Ferrero et al. | A calibration procedure for a digital instrument for electric power quality measurement | |
Collin et al. | Compensation of current transformers’ nonlinearities by tensor linearization | |
Gallo et al. | A new test procedure to measure power electronic devices’ frequency coupling admittance | |
Špelko et al. | CIGRE/CIRED JWG C4. 42: Overview of common methods for assessment of harmonic contribution from customer installation | |
Crotti et al. | Industrial comparator for smart grid sensor calibration | |
Artale et al. | Measurement of Simplified Single-and Three-Phase Parameters for Harmonic Emission Assessment Based on IEEE 1459-2010 | |
Kaczmarek et al. | Application of instrument transformers in power quality assessment | |
Castello et al. | Harmonic synchrophasors measurement algorithms with embedded compensation of voltage transformer frequency response | |
Collin et al. | Compensation of Current Transformers' Non-Linearities by Means of Frequency Coupling Matrices | |
Augustyn et al. | Application of ellipse fitting algorithm in incoherent sampling measurements of complex ratio of AC voltages | |
Yang et al. | A novel algorithm for accurate frequency measurement using transformed consecutive points of DFT | |
Salmeron et al. | New distortion and unbalance indices based on power quality analyzer measurements | |
Cataliotti et al. | A DAQ-based sampling wattmeter for IEEE Std. 1459-2010 powers measurements. Uncertainty evaluation in nonsinusoidal conditions | |
RU2364875C1 (en) | Method to reveal actual contribution of electric circuit loads into distortion of power quality at common connection point | |
RU2236016C2 (en) | Method for evaluating actual contribution of distortion sources in electrical energy quality indices at common connection point | |
Locci et al. | Investigation on the accuracy of harmonic pollution metering techniques | |
Crotti et al. | The use of voltage transformers for the measurement of power system subharmonics in compliance with international standards | |
Ferrero et al. | On the selection of the" best" test waveform for calibrating electrical instruments under nonsinusoidal conditions | |
Arseneau et al. | A test system for calibrating flickermeters | |
Artale et al. | Measurement uncertainty of harmonic emission indicators based on IEEE Std. 1459-2010 | |
Sasdelli et al. | A VI-based measurement system for sharing the customer and supply responsibility for harmonic distortion |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050201 |