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IEEE 519-2014电力系统谐波控制的推荐做法与要求标准介绍

来源:德国GMC电能质量 发布时间:24-05-13 浏览:381 次

介绍

IEEE Std 519-2014, 标准为电力系统谐波控制的推荐做法与要求,是IEEE关于谐波测量与合规建议做法的最新版本。IEEE 519-2014是在IEEE 519-1992基础上的更新版,包含了一些重要的变化和谐波限值以及测量方法的更新。

Dranetz HDPQ系列是第一个完全满足IEEE 519-2014标准的电能质量分析仪。IEEE 519-2014引用IEC 61000-4-7作为谐波测量方法标准。即使当下很多电能质量测试仪器的测量方法遵循IEC 61000-4-7标准,IEEE 519-2014增加了两个额外的参数和新的谐波合规统计报告。因此,只在测量方法上满足IEC 61000-4-7标准的仪器,只是部分满足标准IEEE 519- 2014。

这篇应用文章主要介绍IEEE 519-2014中谐波测量和合规性报告方面,并说明Dranetz HDPQ家族产品是如何符合这些方面。

谐波测量标准

初版IEEE 519-1992标准包含了谐波测量和谐波限值的相关描述,但并没有详细描述如何测量数据并进行谐波计算。标准定义了THD(总谐波失真)和基于谐波的其它参数的计算公式,但却没有指明测量设备抓取数据的方法,从而无法确保不同厂家生产的测量仪器之间谐波测量结果的一致性和可重复性。结果就是不同制造商使用不同的谐波测量技术产生不同的的测量结果。

IEEE 519-2014通过引用IEC 61000-4-7解决了这一问题。

IEC 61000-4-7和更广泛的IEC 61000-4-30电能质量测量标准集很好的建立起来了,并得到了世界范围的采纳。 IEEE 519- 2014申明 “所使用的测量设备需同时满足IEC 61000-4-7和IEC 61000-4-30"。Dranetz作为一家全球性的电能质量监测设备制造商,自2000年初开始实施以来,生产的产品就一直遵循这两个标准要求。

IEC 61000-4-7定义了谐波测量的时间窗口为200ms,相当于12个周期(60Hz)或10个周期(50Hz)。每个(DFT, 离散傅里叶变换)谐波分析使用这200ms的数据进行计算,这个时间窗也是Dranetz HDPQ家族产品关于谐波测量的最小分辨率。

以下是来自Dranetz HDPQ产品的12周期/60Hz波形示例:

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IEEE 519-2014的新参数

为了统计分析,IEEE 519-2014在IEC 61000-4-7中的测量方法上添加了两个新参数:极短时谐波和短时谐波。需要注意的是,这两个是IEEE 519-2014独有的,IEC 61000-4-7中没有。这意味着一款测量设备符合IEC 61000-4-7标准,但不一定符合IEEE 519-2014标准,除非也包含了新的统计评估和合规性报告方法。

极短时谐波是以3秒为一个间隔,对其中15个连续的200ms (12/10 cycle)时间窗内数据进行评估。不需要考虑细节,将此时间间隔内的频率分量聚合起来用于统计评估。

短时谐波是以10分钟为一个间隔,对其中200个连续的极短时谐波进行评估。类似于极短时谐波,短时谐波是对于这10分钟内的数据进行统计评估。

IEEE 519-2014 谐波统计评估

IEEE 519-2014规定,累计一天时间的极短时谐波数值,计算各次谐波(到50次)的第99百分位的数值(样本中99%的数值大小低于该数值)。短时谐波需要累计一周时间的测量值,并计算各次谐波(到50次)的第95和第99百分位数值。IEEE 519-2014中也给出了公共耦合点(PCC)的谐波限值。目的是便于管理电力系统业主和终端用户之间的连接点,所以这些限值仅适用于公共耦合点,并不适用于单个负载。

对于电压谐波而言,各次谐波值和总谐波失真值(VTHD)的建议限值,是依据公共耦合点的母线电压值而定。母线电压越高,对应的限值就越低(他们离产生谐波的负载越远)。

相似地,各次电流谐波值的建议限值也依据公共耦合点的母线电压水平而定,但总电流谐波失真值(ITHD)并未用来参考,而是采用的总需求量失真值(TDD)。这意味着仪器也需要测量TDD值。同样的,越高母线电压的PCC,可接受的谐波电流限值越低。

具体的限值大小在本应用文章未列出,请参照IEEE 519- 2014中的第5章节。

DRANETZ HDPQ IEEE 519-2014 报告

即使Dranetz产品在多年前对于谐波的测量就符合IEC 61000-4-7标准。由于IEEE 519-2014增加了两个参数并要求进行统计性评估,目前完全满足这些要求的只有HDPQ系列产品。

Dranetz HDPQ系列产品有个内置的谐波统计报告,辑录了极短时谐波和短时谐波。该报告依据IEEE 519-2014标准对于电压谐波和电流谐波给出每日和每周的pass/fail判定。

如要查看报告,在数据查看界面按“谐波统计报告”按钮即可。

你将看到在过去的31天内,每日和每周的谐波分析报告列表,同时有pass或fail的显示。每天会有一个极短时谐波报告,基于第99百分位数值;每周有两个短时谐波报告,一个基于第99百分位数值,另一个基于第95百分位数值。

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在列表中选择一个报告然后点击“打开”,来查看报告中2到50次各次谐波和标准限值的对比。 

1628227900864972.

总结

IEEE 519-2014相较于1992年版本是个重要的更新。不仅给出了新的标准限值,还在IEC 61000-4-7的基础上增加了两个参数用于做标准符合性的判定。

Dranetz HDPQ系列是Dranetz公司,甚至可能所有电能质量分析仪制造商中,唯一能完全满足IEEE 519-2014标准的产品。

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