《配電網(wǎng)諧波溯源技術(shù)導(dǎo)則》

T/CPSS(L)2023—002

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定

起草。

本文件由中國電源學(xué)會提出并歸口。

本文件起草單位：廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院、華北電力大學(xué)、國網(wǎng)河北省電力有限公

司電力科學(xué)研究院、安徽大學(xué)、安徽安大清能電氣科技有限公司、四川大學(xué)、南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限

責(zé)任公司、國網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院、國網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院、國網(wǎng)安徽

省電力有限公司電力科學(xué)研究院、國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院、海南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科

學(xué)研究院、中山僑源電力技術(shù)有限公司、廣州炫通電氣科技有限公司、國網(wǎng)陜西省電力有限公司電力科

學(xué)研究院、中國電力科學(xué)研究院有限公司、國網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院、遼寧東科電力有

限公司、南京燦能電力自動化股份有限公司、深圳市中電電力技術(shù)股份有限公司、廈門奕昕科技有限公

司、安徽一天電能質(zhì)量技術(shù)有限公司、思源清能電氣電子有限公司、浙江君億環(huán)保科技有限公司、甘肅

電通電力工程設(shè)計咨詢有限公司、亞洲電能質(zhì)量產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司文山供電局、上海電

氣輸配電集團、成都恒銳智科數(shù)字技術(shù)有限公司。

本文件主要起草人：華回春、郭敏、周文、徐方維、丁同、周柯、高敏、白浩、馬興、林焱、伍智

鵬、周聰、張冠鋒、劉坤雄、姚東方、顏坤奕、張四海、吳小丹、杜廣聳、肖梁樂、程緒可、袁凱、韋

新運、郭翔宇、王語潔、錢永亮、王江濤、殷艷華、林俊浩、王小明。

中國電源學(xué)會團體標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿

II

T/CPSS(L)2023—002

配電網(wǎng)諧波溯源技術(shù)導(dǎo)則

1范圍

本文件規(guī)定了配電網(wǎng)諧波溯源的流程、基本要求以及定性與定量溯源的主要方法。

本文件適用于110kV及以下配電網(wǎng)。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T14549—1993電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波

GB/T45124—2022配電網(wǎng)電能質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則

GB/T12326電能質(zhì)量電壓波動和閃變

3術(shù)語和定義

GB/T14549和GB/T12326界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

諧波源harmonicsource

向公用電網(wǎng)注入諧波電流或在公用電網(wǎng)中產(chǎn)生諧波電壓的電氣設(shè)備。

[來源：GB/T14549—1993，3.9]

3.2

諧波溯源harmonicsourcetracing

通過建模仿真或監(jiān)測分析確定諧波干擾的來源。

3.3

諧波定性溯源qualitativeharmonicsourcetracing

在關(guān)注節(jié)點處確定主要諧波來源于系統(tǒng)側(cè)還是用戶側(cè)。

3.4中國電源學(xué)會團體標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿

諧波定量溯源quantitativeharmonicsourcetracing

系統(tǒng)側(cè)和用戶側(cè)諧波源對關(guān)注節(jié)點處諧波影響程度的量化表達。

3.5

系統(tǒng)等效諧波阻抗utility-sideequivalentharmonicimpedance

系統(tǒng)側(cè)網(wǎng)絡(luò)進行戴維南或諾頓等效得到的諧波阻抗。

3.6

用戶等效諧波阻抗customer-sideequivalentharmonicimpedance

用戶側(cè)網(wǎng)絡(luò)進行戴維南或諾頓等效得到的諧波阻抗。

3.7

公共連接點pointofcommoncoupling；PCC

電力系統(tǒng)中一個以上用戶的連接處。

[來源：GB/T12326—2008，3.1]

1

T/CPSS(L)2023—002

4符號

下列符號適用于本文件：

Ihpoc——關(guān)注節(jié)點處h次諧波電流相量；

用戶側(cè)次諧波電流；

Ihc——h

n——樣本容量；

Uhpoc——關(guān)注節(jié)點處h次諧波電壓相量；

系統(tǒng)側(cè)次諧波電壓；

Uhu——h

次背景諧波電壓；

Uh0——h

Zh——h次諧波阻抗；

Zhc——用戶側(cè)h次諧波阻抗；

Zhu——系統(tǒng)側(cè)h次諧波阻抗；

關(guān)注節(jié)點處端口等效諧波阻抗；

Zhpoc——

關(guān)注節(jié)點處端口等效諧波阻抗角；

θhpoc——

關(guān)注節(jié)點處次諧波電壓幅值；

Uhpoc——h

關(guān)注節(jié)點處次諧波電流幅值；

Ihpoc——h

r——皮爾遜相關(guān)系數(shù)，取值范圍為?1~1；

?Uhpoc——關(guān)注節(jié)點處h次諧波電壓波動量，其值為關(guān)注節(jié)點處相鄰h次諧波電壓的差值；

?Ihpoc——關(guān)注節(jié)點處h次諧波電流波動量，其值為關(guān)注節(jié)點處相鄰h次諧波電流的差值；

系統(tǒng)側(cè)次諧波電壓波動量，其值為系統(tǒng)側(cè)相鄰次諧波電壓的差值；

?Uhu——hh

?I——用戶側(cè)h次諧波電流波動量，其值為用戶側(cè)相鄰h次諧波電流的差值；

hc

ε——復(fù)數(shù)誤差；

μuh?——系統(tǒng)側(cè)h次諧波電壓責(zé)任；

μch?——用戶側(cè)h次諧波電壓責(zé)任；

Zhu——系統(tǒng)側(cè)h次諧波阻抗幅值；

關(guān)注節(jié)點處次諧波電流幅值；

Ihpoc——h

關(guān)注節(jié)點處次諧波電壓幅值；

Uhpoc——h

T——轉(zhuǎn)置；

——記為。

5總體原則中國電源學(xué)會團體標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿

5.1配電網(wǎng)諧波溯源應(yīng)結(jié)合電網(wǎng)架構(gòu)、運行方式、負荷變化、無功及諧波治理設(shè)備投切等信息開展；

5.2配電網(wǎng)諧波溯源應(yīng)以在線監(jiān)測或現(xiàn)場測試獲得的諧波數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，測試應(yīng)滿足GB/T45124—2022

要求；

5.3配電網(wǎng)諧波溯源應(yīng)先排除測量環(huán)節(jié)對結(jié)果的影響因素，確定諧波源真實存在后，再進行溯源分析。

5.4配電網(wǎng)諧波溯源可通過建模仿真來實現(xiàn)，遵循“先定性，后定量”的原則。

6溯源流程

諧波溯源的具體流程為：

a)確定關(guān)注節(jié)點。

b)收集數(shù)據(jù)?，F(xiàn)場采集關(guān)注節(jié)點的諧波測量數(shù)據(jù)。

c)處理數(shù)據(jù)。對諧波實測數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，獲取其200ms內(nèi)所測值（按GB/T14549規(guī)定的計算

所得），以滿足后續(xù)溯源分析的數(shù)據(jù)要求。

2

T/CPSS(L)2023—002

d)選擇溯源方法。常用的諧波溯源方法包括但不限于有功功率方向法、阻抗角判別法、相關(guān)性分

析法、波動量法、復(fù)線性最小二乘法。若只需要辨識主導(dǎo)諧波源來源于系統(tǒng)側(cè)還是用戶側(cè)，可

以選擇相關(guān)性分析法和有功功率方向法或阻抗角判別法；若需要定量劃分關(guān)注節(jié)點兩側(cè)的諧

波影響責(zé)任，可以選擇波動量法或復(fù)線性最小二乘法。

e)輸出溯源結(jié)果。編寫諧波溯源分析報告，報告主要內(nèi)容可參考附錄A。

7溯源基本要求

7.1關(guān)注節(jié)點選擇

對于不同的溯源對象，關(guān)注節(jié)點可按以下原則選擇：

a)對于專線用戶，關(guān)注節(jié)點可選擇在公共連接點（PCC）處。

b)對于T接用戶，關(guān)注節(jié)點宜選擇在用戶并網(wǎng)處。若測試條件不滿足，可選擇在用戶的變電站、

開閉所或上一個PCC節(jié)點

7.2測試數(shù)據(jù)的要求

諧波測試數(shù)據(jù)應(yīng)滿足以下要求：

a)對于諧波源尚不明確的場景，測試持續(xù)時間應(yīng)不少于24h；

b)對于諧波源包含風(fēng)電、光伏等新能源發(fā)電場站的場景，測試持續(xù)時間應(yīng)包含新能源發(fā)電場站發(fā)

電容量達到其裝機容量80%以上的時段；

c)對于諧波源包含儲能系統(tǒng)的場景，測試持續(xù)時間應(yīng)包含儲能系統(tǒng)正常充、放電周期；

d)對于諧波源包含鋼鐵冶煉等其它用電負荷的場景，測試持續(xù)時間應(yīng)包含該用電負荷的正常生

產(chǎn)周期。

8諧波溯源

8.1相關(guān)性分析與有功功率聯(lián)合判別法

8.1.1采用相關(guān)性分析法初判主導(dǎo)諧波源。相關(guān)性分析法通過分析關(guān)注節(jié)點處諧波電壓和諧波電流波

形的相關(guān)性來辨識主導(dǎo)諧波源?？蛇\用皮爾遜（Pearson）相關(guān)系數(shù)計算關(guān)注節(jié)點處諧波電壓與諧波電流

幅值波形的相關(guān)性。

其具體過程如下：

測量關(guān)注節(jié)點處的與，計算與的皮爾遜相關(guān)系數(shù)，皮爾遜相關(guān)系數(shù)的計算

a)UhpocIhpocUhpocIhpoc

見公式(1)；

n

∑(Uhpoc()ii??UIhpoc)(hpoc()Ihpoc)

=i=1(1)

rnn··················································

中國電源學(xué)會團體標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿22

∑∑(UUhpoc()ii??hpoc)(IIhpoc()hpoc)

ii=11=

根據(jù)皮爾遜相關(guān)系數(shù)大小分析與的相關(guān)性，初步判定主導(dǎo)諧波源；

b)UhpocIhpoc

當(dāng)相關(guān)系數(shù)大于0.8時，則與呈顯著正相關(guān)性，說明用戶側(cè)諧波源產(chǎn)生的諧波電流

c)UhpocIhpoc

波動引起了關(guān)注節(jié)點處諧波電壓波動，初步判定主導(dǎo)諧波源在用戶側(cè)；當(dāng)相關(guān)系數(shù)小于-0.8，

與呈顯著負相關(guān)性，說明用戶側(cè)諧波源引起的諧波電壓和背景諧波電壓疊加而減弱

UhpocIhpoc

了關(guān)注節(jié)點處諧波電壓運行水平，初步判定主導(dǎo)諧波源在系統(tǒng)側(cè)。

8.1.2采用有功功率方向法重判主導(dǎo)諧波源。有功功率方向法通過有功功率的方向來辨識主導(dǎo)諧波源。

當(dāng)關(guān)注節(jié)點處諧波有功功率大于0時，判定主導(dǎo)諧波源在系統(tǒng)側(cè)；當(dāng)關(guān)注節(jié)點處諧波有功功率小于0

時，判定主導(dǎo)諧波源在用戶側(cè)。

8.1.3若采用有功功率方向法重判結(jié)果與相關(guān)性方向法初判的結(jié)果相同，判定主導(dǎo)諧波源來源；若出

現(xiàn)相關(guān)性分析法和有功功率方向法的結(jié)果不一致時，需專題分析。

3

T/CPSS(L)2023—002

8.2相關(guān)性分析與阻抗角聯(lián)合判別法

8.2.1采用相關(guān)性分析法初判主導(dǎo)諧波源。

8.2.2采用阻抗角判別法重判主導(dǎo)諧波源。阻抗角判別法通過分析關(guān)注節(jié)點處等效諧波阻抗的相位在

直角坐標(biāo)系中的分布情況，來識別主導(dǎo)諧波源。

其具體過程如下：

測量關(guān)注節(jié)點處的和，計算，從而獲取；

a)UhpocIhpocZhpocθhpoc

觀察在直角坐標(biāo)系中的象限分布，判定主導(dǎo)諧波源；

b)θhpoc

c)當(dāng)諧波阻抗角位于第一、四象限，判斷主導(dǎo)諧波源在系統(tǒng)側(cè)；當(dāng)諧波阻抗角位于第二、三象限

時，判斷主導(dǎo)諧波源在系統(tǒng)側(cè)。

8.2.3若采用阻抗角判別法重判結(jié)果與相關(guān)性方向法初判的結(jié)果相同，判定主導(dǎo)諧波源來源；若出現(xiàn)

相關(guān)性分析法和阻抗角判別法的結(jié)果不一致時，需專題分析。

8.3波動量法

8.3.1波動量法通過關(guān)注節(jié)點處諧波電壓、諧波電流的波動量估計系統(tǒng)側(cè)或用戶側(cè)諧波阻抗。

其具體過程如下：

a)在關(guān)注節(jié)點處測量得到Uhpoc、Ihpoc的樣本點，計算其相鄰2個樣本的差值，得到關(guān)注節(jié)點處諧

波電壓、諧波電流波動量樣本；

b)篩選諧波電流波動大的諧波數(shù)據(jù)，根據(jù)公式（2）估計諧波阻抗。若得到的諧波阻抗實部較小，

則為系統(tǒng)側(cè)諧波阻抗，反之則為用戶側(cè)諧波阻抗；

?UhpocZUhu,?=hu0

K==····························································(2)

?

Ihpoc?ZIhc,?=hc0

c)如果根據(jù)公式（2）計算得到的阻抗是系統(tǒng)側(cè)諧波阻抗，則根據(jù)式（3）計算用戶側(cè)諧波定量責(zé)

任，并進一步根據(jù)公式（4）計算系統(tǒng)側(cè)諧波定量責(zé)任。

ZI22+?U2U2

μ=huhpochpoch0×(3)

ch?2100%························································

2Uhpoc

μμuh??=1?ch··········································································(4)

其中，U=U?ZI。

中國電源學(xué)會團體標(biāo)準(zhǔn)h0hpochuhpoc征求意見稿

d)如果根據(jù)公式（2）計算得到的阻抗是用戶側(cè)諧波阻抗，則根據(jù)式（5）計算系統(tǒng)側(cè)諧波定量責(zé)

任，并進一步根據(jù)公式（6）計算用戶側(cè)諧波定量責(zé)任。

ZI22+?U2U2

μ=hchpochpoch0×(5)

uh?2100%························································

2Uhpoc

μμch??=1?uh··········································································(6)

其中，Uh0=Uhpoc?ZIhchpoc。

8.4復(fù)線性最小二乘法

8.4.1復(fù)線性最小二乘法通過直接在復(fù)數(shù)域內(nèi)求解誤差模的平方和最小值，得到背景諧波電壓和諧波

阻抗真實的最小二乘解，進而計算諧波影響責(zé)任。

其具體過程如下：

4

T/CPSS(L)2023—002

a)在關(guān)注節(jié)點處測量得到Uhpoc、Ihpoc的樣本點，并將一個測量時段再次分為n個“分析時段”；

b)根據(jù)公式（7）構(gòu)造向量y和A矩陣，其中公式（7）中的變量通過公式（8）、公式（9）和公

式（10）計算得出；

y=Ax+ε············································································(7)

TT

y=[Uhpoc(1)Uhpoc(2)Uhpoc(n)][yy12yn]··············································(8)

1Ihpoc(1)aaα

11121

α

1Ihpoc(2)aa21222

A=························································(9)

aann12αn

1Inhpoc()

Ux

h01T(10)

x=,ε=[εε12εn]······················································

Zhx2

x=[UZ,]TU

c)根據(jù)構(gòu)造的y、A和公式（11）計算復(fù)最小二乘解hh0，估計背景諧波電壓h0和諧波

阻抗Zh。

?1

x=(AATT)Ay·················