摘要：论文综述了谐波源定向方面的研究成果，研究了谐波电压和谐波电流两个指标进行谐波污染责任分摊时存在的局限性，并综合考虑电流和电压对污染责任的影响，提出了基于谐波功率法的责任分摊方法。本文在理论上证明了谐波功率法的合理性，进而推广到多谐波源系统中。仿真分析验证了谐波功率法进行谐波污染源责任分摊的正确性。

　　关键词：谐波;谐波源;谐波功率;责任分摊

　　引言 由于电力电子技术的广泛应用，电网出现了大量的谐波源，不仅对电力系统的安全和经济运行产生很大的危害，而且给电量的准确计量带来很大的不便[1-2]。《电力法》中明确规定：“谁污染，谁治理”。对供电公司和用电客户来说，其承担的责任和权利应该是对等的。电力网是个多谐波源的系统，确定多谐波源系统中系统侧和用户侧在公共连接点处的谐波责任是一个重要问题。公用电网谐波责任归属问题，涉及到电力公司与用户的利益关系问题，在现实应用中有着十分深远的意义。

　　功率流向法[3-5]根据公共连接点处谐波功率的流向来判断主要谐波源。显然，主谐波源要承担的谐波污染责任较大。规定谐波功率由系统侧流向用户侧为正，所以当谐波功率为正，系统侧发出较多的谐波功率，系统侧为主谐波源;反之，用户侧发出较多的谐波功率，用户侧为主谐波源。但在复杂的多谐波源供电网络中，谐波源也有可能吸收谐波功率[6]。因此，使用谐波功率流向存在误判的可能性。

　　叠加原理法[7-9]通过比较系统中每一个谐波源单独作用时在PCC点处的谐波电流大小来定位谐波源，从而判定每个谐波源分摊的责任。但这种谐波电流的拆分前提是已知所有的系统参数并能够正确拆分系统。如果系统参数未知，只能根据经验数值进行计算，因而在实际使用中存在一定的局限性。

　　临界阻抗法[10-11]利用戴维南或诺顿等效电路研究谐波阻抗与谐波电源之间的相互关系,通过一个临界谐波阻抗值来比较双方谐波电压的大小, 取较大的一个作为主谐波源，从而区分双方的谐波责任。这种方法同样需要已知系统参数。

　　以上这些方法中功率流向法和临界阻抗法都是从定性的角度去定位主谐波源，进而分摊谐波污染责任，虽在一定的情况下能够定性判断谐波污染责任的大小，但不能够准确地定量判断。叠加原理法是从分摊谐波电流来判断谐波责任，在理论上,该方法不仅能够判断系统侧和用户侧有无谐波源,还能有效地判定双方谐波责任的大小,是一种定量的分析方法，但在实际运用中比较困难。本文提出从谐波功率的角度对污染责任进行分摊，综合考虑了公共连接点的谐波电流和谐波电压，比起只考虑谐波电流或谐波电压的分摊，更具有合理性，同时也是一种定量的分摊方法。 谐波功率法责任分摊的基本原理 1.1 责任分摊的简化拓扑分析

　　图1 谐波分析的等效电路

是系统侧的谐波电流源，是用户侧谐波电流源，Zu是系统侧等效谐波阻抗, Zc是用户侧等效谐波阻抗。在公共点PCC测量谐波电压、谐波电流。根据叠加原理，每一个谐波源单独作用下产生的谐波污染量，就是该谐波源实际应当承担的谐波污染责任量。

设系统侧谐波源应分摊的谐波污染电压，电流。用户侧谐波源应该分摊的谐波污染电压，电流。

(1)

　　通过PCC点测量的电压、电流以及系统阻抗Zu和负荷阻抗Zc，可以把系统和用户双方各自应当承担的谐波电流污染分摊量求得。

　　根据谐波电流进行责任分摊的方法，在以往文章中广泛的提到，但当PCC点谐波电压波形出现严重畸变时，是必须考虑谐波电压对责任分摊的影响，这时就需要综合考虑电流，电压影响的谐波功率指标来分摊责任。

　　系统侧、负荷侧谐波源的电压分摊如下。

(2)

　　根据系统侧谐波源分摊的谐波电压、电流，可以求出系统侧在PCC点分摊的谐波有功功率、无功功率、复功率。

　　同理根据用户侧谐波源分摊的谐波电压、电流，可以求出用户侧在PCC点分摊的谐波有功功率、无功功率、复功率。

分成四种情况具体讨论： 当，时，系统侧分摊的谐波电流、谐波电压都比用户侧大。采用谐波功率分摊责任更合理，因为所承担的谐波污染责任应该比单独采用电压、电流进行分摊时大。 当， 时，分析同①，负荷侧分摊的谐波责任大。 当，时，采用谐波电流进行责任分摊与谐波电压分摊得出不同的结果，而用谐波功率分摊责任，综合考虑了谐波电流、谐波电压的影响，比较哪一侧发出的谐波功率大小。 ，的分析同③。 综上，按谐波功率进行谐波污染责任的分摊，比起仅按谐波电流进行分摊更合理。谐波源分摊的谐波功率越多，所承担的谐波责任越大。

　　1.2 谐波功率法的扩展应用

　　实际的电网中公共点(比如母线)经常有多个负荷谐波源。为了明确每一个谐波源的谐波责任，需要具体分摊出各个谐波源的污染量。举两个负载谐波源责任分摊为例分析。

　　图2 两个负载谐波源的电路

测量母线的电压，三个支路电流，，。负载侧谐波源，，负载导纳Yc1，Yc2。是系统侧的谐波电流源，Yu是系统侧等效谐波导纳。

　　系统侧、负载侧谐波源在母线进线处PCC分摊的谐波电流。

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