De harmonischenmodule geeft inzicht in het gedrag van de stromen en spanningen bij hogere frequenties in het net. Hiervoor zijn drie functies beschikbaar: de harmonische loadflow, de berekening van het impedantiespectrum en de berekening van de propagatie van toonfrequentsignalen.
•Met de harmonische loadflow kan het gedrag van de geïnjecteerde harmonische stromen in het net en de gevolgen voor de harmonische spanningen en de harmonische vervorming worden bestudeerd.
•Met het impedantiespectrum kan worden geanalyseerd welke resonanties in het net te verwachten zijn.
•Met de toonfrequent loadflow kan de verspreiding van toonfrequentsignalen door een netwerk geanalyseerd worden.
Bij de berekening van de harmonische loadflow en het impedantiespectrum kan met "Belastingimpedantie meenemen" gespecificeerd worden of de impedanties van alle belastingen in- of uitgeschakeld zijn.
Harmonische loadflow
De berekening vindt globaal in twee stappen plaats:
•eerst wordt een initiële loadflow uitgevoerd voor het vaststellen van de hoeken in het 50 Hz-systeem,
•vervolgens worden de berekeningen uitgevoerd aan het gelineariseerde model voor harmonische frequenties.
Bij de start van de berekening kan worden gespecificeerd of de harmonischen moeten worden getoetst aan een norm of richtlijn voor maximale harmonische spanningen. Deze normen en richtlijnen zijn gedefinieerd in Types.xlsx.
De berekening maakt gebruik van de symmetrische componentenmethode. Onderstaand overzicht geeft de relatie tussen componentnetwerk en harmonische:
•Normale component: h=3n-2 (1, 7, 13, 19,...)
•Inverse component: h=3n+2 (5, 11, 17, 23,...)
•Homopolaire component: h=3n (3, 9, 15, 21,...)
Niet-lineaire componenten zijn bronnen voor harmonische stromen in het net. Indien geen harmonische bronnen in het net aanwezig zijn, wordt geen harmonische loadflow uitgevoerd. De niet-lineaire bronnen worden gemodelleerd als stroominjecties, die bij de belastingen worden gespecificeerd.
Als voorbeeld is hieronder de invoer afgebeeld van een gelijkrichter. De harmonische stromen nemen omgekeerd evenredig af met het harmonische ordenummer.
I(h) = I50Hz / h
De harmonische stromen zijn gedefinieerd als percentage van de nominale belastingstroom (bij nominale spanning).
Alle injectiestromen worden geïnjecteerd met referentie tot de hoek in de basisloadflow (in het 50/60 Hz-systeem).
De harmonische loadflow wordt berekend voor alle gedefinieerde stroominjecties.
LET OP: indien er geen pad naar aarde aanwezig is (een zwevend net), moeten de harmonische stromen die met homopolaire component verbonden zijn (h = 3, 9, 15, 21, …), naar nul gezet worden! Deze stromen hebben in zo’n situatie geen pad om te lopen.
Impedantiespectrum
Met het impedantiespectrum kan worden geanalyseerd welke resonanties in het net te verwachten zijn. Hiermee kunnen filters worden gedimensioneerd. De berekening maakt voor alle frequenties gebruik van het normale componentnetwerk.
Het impedantiespectrum geeft informatie over de frequentieafhankelijkheid van de impedantie op een knooppunt. De complexe impedantie wordt berekend voor alle frequenties tussen de startwaarde en de stopwaarde, die ingevuld worden bij de berekeningsinstellingen. De stapgrootte bepaalt de hoeveelheid tussenpunten.
Het impedantiespectrum wordt berekend voor alle geselecteerde knooppunten.
Toonfrequent
Met de toonfrequent loadflow kan de verspreiding van toonfrequentsignalen door een netwerk geanalyseerd worden. Een of meerdere toonfrequentbronnen kunnen in het netwerk geplaatst worden. Een toonfrequentbron wordt opgegeven bij het tabblad ‘Specials’ van een knooppuntformulier. De kenmerken zijn:
•Frequentie: frequentie van de toonfrequentzender (Hz)
•Spanning : relatieve spanning van het toonfrequentsignaal ten opzichte van de nominale spanning (%)
•Hoek : hoek van het toonfrequentsignaal ten opzichte van de loadflowspanning (graden)
De functie berekent de grootte van de toonfrequentspanning in het netwerk. De berekening maakt voor alle frequenties gebruik van het normale componentnetwerk.
De resultaten worden grafisch en in tabelvorm gepresenteerd.
In de berekening kan naar keuze worden gewerkt met het standaard belastingsmodel of met een frequentie-onafhankelijk belastingsmodel.
•In het standaard belastingsmodel is de reactantie lineair afhankelijk van de frequentie:
Zbelasting(h) = R50 + jhX50
met:
R50, X50: Belastingsimpedantie bij nominale frequentie.
•In het frequentie-onafhankelijke belastingsmodel wordt de impedantie als volgt bepaald:
ZTF = U2 / (KN ⋅ S)
Zbelasting(h) = ZTF ⋅ ( cos(FN) + j sin(FN) )
met:
KN: Belastingsfactor, waarmee het vermogen van alle belastingen in het netwerk ten behoeve van de toonfrequentberekening kan worden vergroot of verkleind
FN: Belastingshoek, in graden (0 graden is zuiver reële impedantie, 90 graden is zuiver inductieve belasting)
U: loadflowspanning (kV)
S: schijnbaar vermogen (MVA).
Zie ook: