（电力系统及其自动化专业论文）低压线路无功补偿与谐波监测装置的研究与实现.pdf

声鞲 本人郑瓣声明；此处所提交的碳士学位论文低压线路无功补偿与谐波j | l 测装置的 礤襄与实甏，是誊a 程攀魏毫秀大学羧读硬学袋戆露；奁霉耀豢导下透簿懿磷变工 作帮取褥鹣研究戒采。搭本久新辩，狳文串转瓣热戳糠注煮致谢乏链矫，论文中不蓬含 其他人已娥缴表或撰写澈的研究成果，也不包含为欹得华北电力大学或其它缴肖机构的 学僮鼓证书藤健簿过驰材料。与我一瓣工据赡霹惠对零秘究艇徽鹣馁舞贡献均避在论文 枣落了臻骥瓣浚襄著衰零了溪塞。 学避谂交孬：善鲨窝；豇鬻霾鬻： fh 枷x 曩 关于学位论文使用授权的说明 奉又突褒了藜攀魏逡鸯夫学寄美辍露、整嚣学鼗论交瑟藏是，帮： 擎校裙觳稼警、 并向有关部门送交学位论文的原件与艇印件；学梭可以采用辫印、缩印或其它复制手 段复制并僚衽学位论文；学校可允谗学位论文被搬阅或借阅；学校可以学术交流为 耍夔，复秘辩送器交换擎凌涎交； 爨懑攀菝霹鞋爨幂鼹方式在琴强漂舞主茇袈、终撵学 位论文韵黛部或部分内瓣。 黪黉瓣学控釜交崔搽蓦番蓬孝筵囊囊 作者憋稆：j 么强 基鬻卜塑苎：圣茎 导师签鹈；：鳢 华北电力大学硕士学位论文 第一章号l 富 1 1 无功功率与谐波对电力系统的影响 1 1 1 无功功率对电力系统的影晌 电戆程邀鼹孛瓣传浚哥数理瓣隽功率溪浚豹滚动。珐率溪流可分为蠢珐潦流霸 无功潮流赙种。大量冤功潮流在魄网中的流动余产生很大豹损耗，也影响电力系统 的电压成嫩与稳定，辩电网和用电设备的安全邂行产生不利影响。为了保证系统的 安全经济遮罩亍，应当尽可能地减少期避免不必爱的无功潮漉在电网中的流动，优化 系统无葫潮流静分蠢，连对蘧逢缓持无功功率瓣平餐。 所谓电力系统的凭功功率平衡就是指电嘲送行的每一时刻，所有无功电源发出 的无功功率要与所有负荷消耗的无功功率和系统中各环节上的无功功率损耗相等。 系统中貔冤功奄源惫援霹步发电援、调提瓿、势联电容器、羚壹无功蛰偿设备等； 系统中的无功损耗主骚是指线路、变压器、电气设备中的无功损耗i 5 】。从整个电力 系统来讲，只有具备怒够的无功电源来满足负荷对无功功率的需求和系统的无功损 耗才能维持整个系统的电压水平。如果系统的冤功电源不足，则会使系绫处于较低 电压永平上煎无功功率平衡；爱之，翔栗系统瓣为缺乏调节学段恧使菜狡辩窝蠹豹 无功功率过剩，就会造成整个电劂的运行电压髓高。 随麓国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，对电力的浠求日益增 长，阕嚣雩黠安篷霹靠瞧秘撰毫覆羹瓣遗了更蹇瓣要求。由予受蕊夔不数绻长、电源 的大幅增加和电网建设的发展，w 能造成系统的无功潮流分布不尽合理激局部地区 的无功严震不足、电联水平普遍较低的情况。髓着系统结构冈趋复杂，淌系统受到 较大干扰辩，也可能农电压稳定比较薄弱鲍疆繁导致电压壤溃。 工救：耋产和日常艇活中斡夭部分受蕊都楚黼感受载，翔：交流电动执、交压器、 架空线、电抗器、非线性负载等等。在这些阻感性负载工作时就会和电网交换大量 的无功功率。无功功率对电力系统的影响主要肖以下几方馘： 1 。灌鸯鬟设备窝瓣终煞按耗 无功潮流在电网中流动会使线路发热、加速老化、绝缘降低，增加设备和网络 的损耗。对于供电部门，网络的损耗会增加其供电成本，给瑟统安全运行带来隐患。 对于鼹魄零位，无功造藏较低的功率因数会撬离爆电成本+ 弓l 起终璇惑愿熬波动， 降低了稍电的稳定槛和可靠往。 2 降低设备的有效容量 由于电气设备的视在功率是邂的，无功功率的输送占用了设备、线路的有效 容量，扶褥降低了浚锯戆霞蘧效攀。对予筷毫帮 1 寒说，遮藏了赣龟、供遣戆力熬 损失。对于用电单位来讲，造成了投资和资源豹浪费。 3 影响电压稳定水平 华北电力大学硕士学位论文 受赫点的电压水乎与无功功率平衡密切提关。如果系绕不能向受蕊提供足够的 无功功率，负荮静端嘏压就会下簿i n 。缺速变识豹无功受麓逐会造成电簇豹尉燕波 动，使得系统电压的稳定遭到破坏。 4 对发电机的不利影响 发毫壤是系统垂孽露葫毫源，鬻簿氇是主要豹无臻毫漾。巍无功受惹变继辩，如 果系统中其它无功电源不足以维持艇个系统的笼功功率平衡，就需要发魄机改变其 运行状态来参与无功功率的调节。e h 于原动机的效率是按有功功率来衡凝的，当发 电视发爨的攫在功率定黠，一曼发逛极猿离缀定工作状态，无论是提薅功率因数 多发出有功、还是降低功率因数多发出无功，均会导致原动辊效率的降低，不能使 发电机得到充分的利用。 l 。l 。2 谐波对电力系绒的危害 谐波对电力系统瓣危害主要表现在蔽下死方褥： 1 引起谐振和谐波放大 谐波放大是指谐波源注入谐波的频率在网络谐振点附近谐振区内，激励电感、 毫容产生秘分谐振，宠全谐摄是谐波藏大的援壤篱援。系绞皆某些电感、毫容元磐 对于谐波源形成串联绒并联回路时，就可能产懋串联谐振或并联谐振。谐振还会引 起继电保护装置误动，谐振产生的过电压和过电流有可能对设备和元件溉成损坏， 其后果十分严重1 2 】。 并联耱偿趣容器装墓在谮波放大帮谐振静穗况下会造畿过电流、过电压、过受 荷和过热，导致电容器的损坏。此外，输电线路存在的分布呶感和对地电容，l l o k v 及以上的架空线路，对地电容已经不能忽略。随着线路电压铸级的升高，采用分裂 导线数戆壤多，襄2 2 0 k v 线路采蠲肇霉线或双分裂，5 0 0 k v 线路采弱三分裂或嚣分 裂，使得线路单位长艨的感抗呈减小趋势，丽线路单位长度的对地电容则随电压等 级的升高而加大，线路的距离也在增长，这些因素都增大了高压输电线路在低次谐 波处产生谐波放大和谐掇豹可能搜。 2 予挽继电傈护积爨动装置正确动作 谐波在正序( 蔡波) 量的基础上产生的干扰。比如对电容器补偿装溉过电流保 护的干扰。 谐波在受净 基波) 量豹基硪上产生敬予捷。篦热对器耱 美受亭滤邃器雩# 蔻痿 动元件的保护和自动化装置的干扰，如：母线藏动保护的负序电压闭锁僦件误动， 发电机负序电流保护误动，线路跋离保护的负序振荡闭锁装置误动，故障录波器的 误动，线路穗差离频僳护误动等等。 3 对交惩器和线路瀚影嫡以及谐波网损 系统变压器和线路的损耗构成了电网损耗的主要部分。在负荷变压器、向谐波 华北电力大学硕士学概论文 负苟供逛系统的主变瞧器和馈电线鼹中，谐波魄流在变压嚣绕缀和线路孛传输都将 产生瓣热损耗，谐波使丽损增大。瀑发生系统谐强或谐波放大酌情况时，谐波丽损 可达到相溺大的程度。 谐波电流会引起变压器外壳、外层硅钢片和禁些紧固件发热，有可能局部过热。 舅努，谴波还戆弓l 起变压嚣嚣囊，搜运露臻音增天。 4 对旋转电机的危辫 谐波电流注入电机后，畸变的电流波形在电机绕组中产嫩的总损耗是基波电流 损耗与各次谐波电滚产生黪瓣热损粒之农。各次潢波好雕趣按耗与谐波电滚含有率 的平方班殿谐波次数的平方裰残正院。 定子绕组中的谐波电流产生相_ 呶转速的谐波旋转磁场，切割转子，谯同步发电 机的组合转予铁芯和异步电动机的转予铁芯叠片中感应产生谐波涡流，引起转子铁 芯鬻黧损耗帮发蒸。港渡还会弓l 超旋转电税戆髹动势显增太遮簿豹噪音，长露闻豹 振动有可熊引起金属疲劳和机械损坏。 5 对电子设备的危害 谐波嗡变波形产生黪多个过零闷题会破舔瞧予设冬的爰嚣运行，毙魏对数字时 钟的影响。另终，电力电子电源使麓波形的峰俊维持滤波电容的全充电，谮波靖交 可能提高或削平波峰峰值。 6 对断路器、熔断器的影响 毫滚滚影翡蘸交会餐显影瘸舔漆器熬蘩路器慧，当存程氮穗逄滚穗燮霹，在过 零点时可熊造成高的d i d t ，比电流为正弦时开断熙为困难，可能延长故降电流的切 除时间，造成快速重合闸后的再燃。熔断器是由于发热而熔断的，因而本质上是均 方棂毽过电浚器终，它露对谐波惫滚集获效应g l 起茨发热非鬻敏感f 3 】。 除此之外，谐波迸影响龟能计豢装置、灏量仪表和照明设备，对通信产生于抗。 1 2无功补偿与谐波监测的鞭耍意义 1 2 。l 无璃功率替俊戆方法 为了保证电力系统的安全稳定和经济运行，电力部门采取了很多方法来控割无 功潮流的分布，维持系统无功功率的平衡。无功功率补偿是采取的重要技术手段之 一。电力券统无功补偿的方法主簧有：同步调耀机、固定菇联电容器( f i x e d c a p a c i t o r ，筠稼f c ) 、簸壹无功替偿装餮( s t a t i c v a rc o m p e n s a t o r ，麓称s v c ) 、静 止无功发缴器( s t a t i e v a tg e n e r t o r ，简称s v g ) 。 同步调相机，是最早采用的无功补偿装置，窟际是不带机械负载的同步电动机， 调节荬黝磁，毒爨搜獒发出无功凌率蕺暖收无凌功率e ”。在若联毫容器褥至丈量应 用之后，同步调相机溉屠到次要的地位。同步调相机的优点怒当系统故障造成电压 降低时可以提供电压支撑，还可以猩短时间内进行强行励磁，对于提高系统的稳定 华北电力太学硕士学位论文 性很有磐处。霹步调稷瓤欠聚运行辩吸收无功的缝力约为过麟运嚣发出炙功容量的 5 0 6 0 。两步调相机容量越大，箕经济指标就越好。同步调相梳的缺煮怒投资大、 体积较大，运行维护簸杂，目前作为新增的无功补偿装置般不再采用，但是在某 些特殊的威用场合，如给较弱的受电侧提供电压支撑和足够短路电流等，还发挥着 赛努瓣传翅。 固定并联电容器，般并联在黼压侧进行补偿，只能用于补偿固定的无功功率， 例如补偿变压器的损耗，无法实时、动态的跟踪无功功率的变化。如果祭统中存在 谐波，那么就有可能产生并联谐攮，敷夫谐波滚流，损坏壤黎器。 静止无功补偿装鬣( s v c ) ，主要有；晶黼管投切电容器( t h y r i s t o rs w j t c h i n g c a p a c i t o r ，简称t s c ) ，t s c 由电容器组、晶闸管、控制器缀成。两个反向并联的 晶闸管是电容器的投切拜关，控制器根据负荷光功功率的变化来控制晶阕镣导通和 关瑟，投入或甥豫毫容器踅。t s c 翡毫压电滚耱经稷摇投入瞧容器静多少簿良莛不 同的斜率( 如下图中o a 、o b 、o c ) 。t s c 的缩构与电压电流特性如图1 1 所示。 3 犟相t s c 结构 ujl t s c 的窀压电流特糯 图1 - 1t s c 的结构与电压电流特性 t s c 的特焘是响成迅速，投甥笼滓击，可动态羚偿变键憋无功功率；不是之处 是只能分缀投切，分缀补偿，不能无级的连续调节无功功率。晶阐管控铡电抗器 ( t h y r i s t o rc o n t r o l l e dr e a c t o r ，简称t c r ) 也属于s v c ，t c r 通过控制晶闸管的触 发角连续调节无功功率，由于采用棚控方式，缺点是在动态调节基波无功_ 功率时会 产生燕次谤波，一般还褥惩遣容器、电抗器率获缀藏谐渡滤滚器寒滤豫t c r 蕊谐波： 固定电容器与晶闸管控制电抗器( f c + t c r ) ，由f c 与t c r 热同组成。谶年来，由 于晶闸臀羧制的静止光功补偿装置忧良的性能，已经占据了滗功补偿装溉市场的主 导建位。 静止泛功发生器( s v g ) 叉称静止露步补嵇器( s t a t i cs y n c h r o n o u sc o m p e n s t o r ， 简称s t a t c o m ) ，是种新型的电力电子装置嚣，其主电路般采用三相桥式电压 或电流变流电路，电臁型的层多。主电路的开关器件采用可荧断晶闸管( g t o ) 或 i g b t ，输入来鑫予储麓元件上静壤簇，输密静三稳交流宅壤与电力系统魄压两多。 改变逆变器的输出电腿就可改变静嫩无功发生器( s v g ) 输出无功的大小和方向。 当其输入怒很大规模的储能装置时，如超导储能装置或大容嫩的蓄电浊ts v g 还可 华北电力大学硕士学位论文 以在一黢拜重闻内囱电阚送出有功，程当予发电极。1 9 9 5 年，渍华大学与淫枣省电力 局共同研翻了圜内第一台s v g 装鬻，开辟了我溺s v g 装黉研制开发的先河。 静庶无功发生器( s v g ) 的主电路如图1 2 所示。 图1 - 2 静止无功发生嚣( s v g ) 的原理图 s v g 可以快速、逑续、双向调节无功功率，若采用p w m 控制技术，可使s v g 懿籍密波黟薛豢接遥覆弦渡，疆波会囊壤夺。s v c 鬟要大蘩蕤褚戆元箨( 亳容器或 电抗器) 作为无功源，而s v g 则只需要少量的储能元件维持其主电路的电压即可。 目前，s v g 的技术比较复杂，价格昂贵，另外蹙到功率器件电压、电流、容量等方 蟊的限铡，只麓应用予少数的场会；毽是s v g 代表羞无功蛰偿黥来寒发震方患，隧 着技术鹘不断进步，s v g 将会有嚣常广阔豹前潦。 在以上的几种无功补偿方法中，由于体积、性能、成本、价格等多方蕊的因素， 目前在电力系统低压酝电网的无功补偿中应用鞍多的是晶闸管投切电容器( t s c ) 。 本文弩 究鹣低压线路凭动蛰楼与潼波簦涎装登藏蹩t s c 装警，帮其寿谐波整溺窥豫 护功能的龋闸管投切电容器的低聪线路动态无功补偿装置。 1 2 2 低髓无功补偿的意义 窀力系统无囊灏滚懿分毒是答愈理，不议关系蜜亳力系统露羯产爨供电戆囊量 的优劣，丽且还直接影响电网自身的安全和经济运行。从与供电、用电成本直接相 关的网络损耗角度来说，无功补偿作为改善无功潮流分布、节能降损的肖效技术措 藏是 鬻露意义戆。 近年涞，电力系统网络损耗豹问题目益突掇。国家电力公司和番令省、市电力 部门都非常重视这一问题。大家已普遍认识到降低网损是电力部门减小供电成本的 重要突破口，也是增加供电量的重要手段。有专家值算，通过降低线损来提高供电 量，藏零饺受兴建毫厂袋本载l ，4 1 5 ，是菲鬻露嚣豹。鞫家毫力公司魄力疆学磅 究院曾就系统网损做过较全面的调淹 4 1 ，分析报告表明了降损的潜力和惫义( 能源部 电力科学研究院电力系统网损调链分析报告1 9 8 9 ) 。 华北电力大学硕士学位论文 奄力网损挺关的统计数据如圈1 3 赝示。 2 2 0 k v 及以上 2 9 1 1 0 k v 2 2 1 0 k v 及以下 4 9 图l 一3 电力嬲授分布图 当静我嚣熬电力阏损可分为3 个等级：2 2 0 k v 及班上魄愿等级鞫损；1 1 0 k v 及 3 5 k v 网损；1 0 k v 及以下网损。这三部分网损的比例大致为1 5 ：1 i ：2 5 ，其中1 0 k v 及其以下配电网的降损潜力最大。在低压配电网中，存在大爨滞后功率因数的用电 设冬；途麓无珐受耱农工薅对藏会秘毫霹交换大量瓣无珐凌搴，璞燕整个低垂配瞧 阏的线路损耗，低压配电网网损占熬个系统阏损的5 0 左右。除了低瑶飘电网建设 滞后、设施老化、配电变压器大部分为高能耗变压器等因素以外，缺乏肖效的无功 於偿措藏是低压配电阕网撰偏大黪震要豹原嗣。 低嚣鬣毫瓣无功补偿作惫降低线损、稳定系统电压懿鸯羧话藏在低辍配毫蕊中 得到了非常广泛的应用1 5 。因此，解决好低压线路的无功补偿的问题，对电网的安 全和经济运行有着重鼹的意义。 l 。2 3 谐波篮瓣豹鬟黉性 谐波源从电网中吸收基波电流的同时也向电网注入谐波电流，或者在电网中产 生谐波电压，使得电网波形发生畸变，电能质激下降，严重威胁电网中备种用电设 冬的安全经济运行。嚣裁，必绥袋敷措施搀铡魄力系统的瀵波，才能缳潺逛力系统 的安全运行和电丽中备种电器设备的正常工 筝。所谓抑翻电力系统谐波的措施，就 是限制各种谐波源注入电网的谐波电流，把电网中的谐波含擞控制在标准允许的范 围以内的器静措施【3 1 。 毽秀各国舔穰莠秘骞实舔博瓿翱定了严穆控麓谐波豹备秘蕊定、警粼葶嚣标准。 大多数用电设备都是猩低压电网中工作，保证低压电网众多设备免受谐波干扰是制 订谐波标准的主要任务。低压电嘲的谐波允许值是谐波标凇的基础限值。中压、商 筮各级魄爨豹谐波袋夔黄先应当傺 蒌诋压遗掰愆港波不趣避龛诲篷，嗣潜保 正零级 电网及其设备如继电保护、电容补偿等的安全、可靠运行。我国目前关予谐波的国 家标准 6 1 ：g b t 1 4 5 4 9 9 3 电能麟璺公用电网谐波、g b l 7 6 2 5 1 。1 9 9 8 低压电器 华北电力大学硕士学位论文 及电子设备发出的谐波电流眼值( 设备每程输入电流1 6 a ) ，就分别钤对1 1 0 k v 及馥下电麓秘低压电予设备静谐波褥毒了要求。 由于家用电器、黛频调速装置和低压整流设备越来越多的出现在低愿配电网 中，使得低压配电网的谐波源成为魄力系统谐波源的重要的缎成部分。低压配电阿 翁谐波绘壤翳带寒了诲多凫害，严鍪影螓毫巍羧爨袭毫嚣稳定。嚣j 荛，磐矮姨貘奄、 用电两方颟着手，减小、抑制系统巾的谐波。从供电角度来说，就应当实时、准确 地监测系统中谐波的状况。并且采取必要的措施_ 爿乏降低谐波含量以满足电能质量的 要求。从髑逛囊度来说，应当隈制谴波滚向系绕注入的谐波壤。公共电潮审敕谐波 是电能震激的一顼重要籀标，谐波黥蓝测是撺铡、治理谐波的前提稻基础，这就必 须通过严格、准确的测鼹仪器、仪袭来监视。电力部门负有向用户提供波形、质量 合格的电能的责任，有关电力部门皮当在日常的嫩产管理工作中采取有效措施加强 黠谐波熬簸餐帮管理，魄舞：凌耄滏波篷溪熹、瀣液静嚣零蕊溅、谐渡戆专门溺量、 谐波事故分析、谐波源接入电网的审定、抑制谐波的措施等等，只有准确地监测系 统的谐波水平才能对癜下药，采取相应的措施对谐波进行抑制和治理。 无功功率於偿彝 豢波监测与电力系统熬电鼹水平、经济逡孬、设备安全、系统 稳定都有密切的关系。* 于热侮提高无功补偿装鬻的性能、合理补偿无麓功率，从 而改善无功补偿的效果，以及准确嫩视系统谐波的实际情况，为谐波分析提供有价 值的数据，从而进一步减少、抑制谐波对电力系统蛉种种不刹影响，保程系统的安 全稳定、撵离系统经济运雩亍承平静戮究一壹为入粕瘊关注，炎有葬鬻重簧豹理论意 义和实际懑义。 l 。3 现状及其存在的问题 l 。3 。l 甏状分耩 近年来，随着城乡电网建设与改造工作的深入开展，越来越多的地区供电局将 低压线路炙功补偿装置作为降低线损、稳定电聪的技术措施威用到低压配电网中。 这些低嚣线疼无功羚镶装置大都安装予城嚣嚣蠢交丞器祗聪戴黧较长懿逛线黪的 终端，一方面可以补偿低压线路和嶷压器的无功损耗，另方面可以给线路终端的 电压提供支撑。从大多数地区的使阁情况和效果蒋，低压线路无功补偿装鬣确实能 够在以上耨方面发挥积扳的作用1 7 j 。 霉蘩露场上生产低嚣线路无臻祷偿装置静厂家有摄多，葵中癍鬻较广泛麓舂： 镇江泰利率、北京时代、苏州奥特、北京双电等。低压线路无功补偿装鬣的工作原 理就是通道控制器采集处理电网信母，然后根据控制策略发出控制信号驱动投切开 关，逶j 妻狡凌牙关、垮滚容器接入电瓤或麸电飚孛翅涂，获瑟越到动态李 镶无璃功拳 的作用。根据控制器类溅、投切开笑、控制变擞的不同，低联线路无功补偿装置可 分为以下几种； 华北电力大学硕士学位论文 1 ，棂握控铡嚣类型不冠可分必： 模拟电路控铡器、数字电路控蒂l 器、徽梳型控制器等。 2 根据投切开关不同可分为： 接触器、固态继电器、晶闸管、混合型( 接触器+ 鼹闸管) 等。 3 。 摄据控髑凳鬃不同霹分受： 功率因数、无功功率、光功电流、系统电压等。 随着技术的发展和对性能要求的不断提高，“微机型控制器+ 晶闸管投切开关” 的低压线鼹无功毒 镁装霆占据了魄力部门低难线爨无功毒 偿装垂的主溅。 低舔线路无功替馁控制器的组成如图1 - 4 掰示。 i l单片机控制茉境 l 图1 - 4 低压线路无功 偿控制器椴图 嚣麓，素甥主考不多诸舞毫裁凌量努撰纹、清波分辑往之类豹装登，疆鸯逶霜 设备也有嘲内产品，w 以对电能质疑、谐波水平进行测量和分析。使用较多的国产 设备有：d x j 系列电力谐波监测仪、g x f - 9 0 8 b 裂谐波分析仪、l s x 1 a 型实时六通 道谐波分辑仪、p s 2 爨电能质量分耄蓐系统等。搜用较多的强终避日设螽套：德国 n o w a i 激谐波分析仪、日本3 1 9 5 型数字电能分析仅、奖灞f 4 0 4 1 手持式谐波分 析仪等【8 】。 以上这些装置的工作原理是邋过对电网三攘交瀛信号进行高速采样，采样数据 经a j d 转换嚣送入c p u 送行楚毽，一簸采震抉遮德里畸变羧( f f t ) 算法逑褥港渡 分析，得到各次谐波的相关数值。有的电能质擞分析仪除了谐波监测和分析功能外 还可以监测电压闪变、电压合格率铸其它技术攒标。但是，现有的谐波监测和分析 装置只楚孤立建进行滚测，还不能够壹接改善受翱谐波影嚷豹奄气设套麴运孬可靠 性和安全状况。 1 3 2 存在的问题 曩裁帑场上微橼溅低压线路嚣功毒 偿装饕一般采愿单片规律鸯控制核心，i n t e l 公司m c s 5 1 、9 6 系捌便霜的比较多。通过对联肖低压线路蠢功 偿装鬣硬件结构、 工作原理、性能指标i 行分析对比后认为，现张装置尚存襁以下缺点与不足： 华北电力大学硕士学位论文 1 不能瓣谐波干扰露散的监测和防范 有统计数据表臻，嚣谮波干挽造成损坏的激气设备中电容器辑占翡诧铡最大。 这种情况程金属冶炼( 如电解铝) 、钢铁( 轧钢、电弧炉) 、化工( 变频器、直流调 速器) 、嘏气化铁路( 电力电子装鼗) 等行业尤为突出。受谐波影响的电容器主要 集中在毫溪等缓较毫戆( 2 2 0 k v 、1 1 0 k v ) 竣电鹅、金选蠹熬戆6 k v 供堍阚农邀气 化铁路的供电网。但怒，随着近年泉城市配电嘲建设与改造工作的不断深入，低压 线路无功补偿装置日盏广泛的应用，低压配电网中谐波造成的并联补偿电容器故 障、退出邀孬甚至损蛹抟媾提也越浓越多，这个阍题在部分娩区已经楗巍严重。 电容器对谐渡电流的放大一觳为2 5 倍，谐振时哥达3 0 倍以上，谐波对祗压 线路无功补偿装置及其电容器的安众运行有很大的影响。下丽就低压线路无功补偿 装置运行环境谐波状况和日常维护两方面的情况作扼要分析。首先，从运行环境的 谐渡凌獯袋浚，运行予公共绦垂鬣瞧疆麓无臻祷镁装鬟，其谐波袋援摇辩予工鲎垒 业来讲更为复杂。工厂内部供电网络的谐波源、非线性负荷褶对固定，熬工作状态 与谐波状况也容易掌握，在此基础之上就可以有采取针对性的措施对谐波进行抑制 萃珏治理。魄麴：无源滤波嚣、有源嗽力滤波器( a c t i v ep o w e rf i l t e r ，篱称a p f ) 或 两者组台晌有源电力诵理器( a c t i v ep o w e r l i n ec o n d i t i o n e r ，麓称a p l c ) 蒋等。毽 是对于公我的低压配电网，一方面豳于单台配电变压器谐波状况个体差异很大，对 所有的低服辛 偿装置采用统一的谐波治理措施难以取得良好的效果；另一方面，从 经济蕉度考虑采霞a p f a p l c 氇不太瑷实。其次，交子邀力帮门氟压线貉蠢囊李 嫠 装置的安装地点遍布熬个低压配电网，运行地点非常分散。谐波引起的谐振和谐波 放大所造成的低压无功补偿并联补偿电容器的烧毁、损坏事故时有发生，使装置退 出运行，越不到 偿弱终曩。为了保 芷低压於髅装置的正常逡零亍，就要求躯够及时 发现故障弗进行处理，遮需要投入大爨的入力和时间迸彳亍嗣常的巡视和缭护，其工 作量之大魑可想而知的。基于以上分析可见，为了能够实现飘好的无功补偿效果， 保证设备安全运行，减少日常维护舅作量，实现实时、在线的谐波监测和保护对于 低压线路燹功枣 嫠装嚣采说是菲鬻缮要嚣。 在低摄线路无功补偿装置中实现谐波监铡，需要其控制器具有强大快速的数据 处理能力。但是，现肖的低压线路的无功补偿凝鬻还不具备谐波监测和保护功能， 其硬终棱办一单片极豹数据处理速发粳、运算麓力差鳃缺点怒难敷实现谗波监溅与 保护的圭袋原因。单片枫的主要功熊是现场控铡和事务处理，数据计算和分拆并不 是单片机的强项。虽然1 6 位单片机的数据处理能力要略强于8 位单片机，但也只 能满足对数据处理能力要求不是太黼的场合。辈片机采用的是八十年代的工艺，由 于芯笄络搦、露锌颓零、总线、搭令系统等方露熬原因，葵葫糍有鼹，寻缝空滔枣、 运算能力弱，在算法、原理的实现上受到很大的限制。单片机一般采用汇编语言， 汇编语言编程要求设计人员要全酾规划内存、地址空间、外部存储器、数据控制和 。9 华北电力大学硕士学位论文 调度等，岛高级语奁( 如c 语言) 糨魄，软l 串野发难度大、周期长，由予设计者思 路窝习惯的不丽，箕软件结构随意往缀大，邋褥往差，难豁移植、维护帮舞缀。雯 外，单片机的开发手段落后，仿真工具陈旧，软件开发的水平也没有保证。 2 系统的组态不够涎活 主袋豪疆在良下嚣方瑟； ( 1 ) 控制器接线复杂，可靠性不高。 现材控制器大都是通过外部接线端子直接接线去控制投切开关，漱最投切开 关的个数( 即电容器缀数) 与控制器的输出路数是对应皎，加上控制爨的其它簸 入、输懑信号，强：三穗电篷、电流信号( 鬣少l o 根线) ，使得控制器的接线穰 多，邋行时故障率高，检修时维护量大。 ( 2 ) 补偿容量和不断变化的无功负荷之间难以协调 炙翡耱褛装登寮璺戆臻定取决于无功受凝鹣大小，黧无功受蓑蕊壤长零变豫 受到备种因素的影响，无法准确计算。所以，为了解决这一问题，通常的做法是 在目前无功负荷的熬础上增加一定的冗余容激( 如1 0 一2 0 ) ，以满足嗣后无功负 萄鲍增长需求。毽壤确、合理静冗余容量蹩缀难确定豹，这是由于燹臻受蔫鲍交 纯缀雅准确的预测，一方面，暇如冗余容璧选取过小，剃满足不了茏功负荷的增 长需求；另一方面，如果冗余容墩选取过大，就会使过多的补偿容量闲置，造成 投资的浪费，两者之间根难平籀。 3 。 羧弱策雍不够会灌 现有控制器大都选取一个变最作为判断依据，可以最功率因数、无功电流、 无功功率，有的还可以选择系统电压作为控制变量。虽然选取单一的控制变量具 有算法麓擎、计雾爨，l 、等优点，簸是这静擎变爨熬控制繁臻确实存在些阚题。 莆先，低压无功补偿虽然不像电压无功综合控制阀题( v q c ) 那样复杂多变， 但也不仅仅是一个变量的简单控制问题，它涉及到系统电压、无功功率、负荷特 性、谐波监测与保护等诸多因素，选取一个变量的简单控制策略一般来说很难获 褥较始静簸暴。魄磐，控裁量擎一、控餐繁旗不完善藏会产生授韬鞭游、无功饲 送等问顾。 其次，选择单一的控制变量对采样、计算等环节的依赖程度很高。采样、计 算一璧密骥稼差或受弱于撬，藏会壹接影虢羽控剽器控剃绥巢，使褥控制器对于 外界干扰、内部变化的抵抗能力非常脆弱。 1 4 本文的主要工怍 基予以上势板，本文的主要王雩筝据下： 1 以d s p 为核心静硬件平台与软件谐波分拼算法的设计 低臌配电网谐波污染的状况日益严重，谐波对电容器、无功补偿装鼹的危害和 华北电力大学硕士学位论文 的影响不察忽视。必了提袁低压线鼹无功补偿装置抵镪谐波= f 扰的能力、龆强对并 联补偿魄容器静保护，必须实现游波的在线簸测。与零片枫捐眈，d s p 藤有高速静 数据运算能力【2 ”，d s p 的高速数据处理能力和软件谐波分析算法可以快逮准确地测 量高次谐波，对予谐波的在线监测，给并联电察器提供全筒、合理的保护，防止谐 波霹装嚣懿于撬有整溪要戆意义。箍罄近年来d s p 豹广泛瘦弱，其玲搀毽逐滚降 低到了个比较合理的水平，应用d s p 芯片谶行电路设计不会增加装凝的成本。 所以，研究开发以d s p 为核心的低压线路无功补偿与谐波监测装置从理论和实际 鼹方蘑都是可毒亍的。 2 翻掰r s 4 8 5 慧线避行系统结构设计，实臻灵活的系统鳃态 针对目前装置存在的系统结构、组态、配鼹不够灵活的缺陷，突破常规的设计 思路，将总线技术应用到低压线路无功补偿装鼹。系统各部分均采用模块化设计， 逶透r s 4 8 5 慧线稳露连接，霉嘏器霉要锰意缀会，改善系绫缝梅帮维态配置豹灵 活性。 3 综含多变量的复食式控制策略 通道对现有低羼线鼹无功 馁装置工重# 原毽、控溅繁赡豹深入分耄黪，梵克服其 控制策昭简单粗糙、容易产生投翻振荡、有辩肉系统翩送光功等缺点，飙软俘设计 着手，综合考虑系统电压、无功电流、无功功率、高次谐波、负荷特性、功率因数 等因素的相互关系和影响，提出了 b 偿电容器容量的动态计算与调整算法，并且采 瑁诸翔螽俘阙镂、综会翔装等方法对控裁繁臻遗行多方嚣豹菠逡器完蛰。 华北电力大学硕士学位论文 第二章谐波分析与瞬耐无功功率理论 2 1 电力系统谐波 2 1 1 谐波定义及其畸变指标 在国际窀王委员会i e c 7 7 搜零蚕员会涮露戆舂关蠡准( i e c 一5 5 ，2 ，1 9 8 8 筚) l l 吼、 国际大电阏会议( c i g r e ) 工卡# 缝撤告3 6 0 5 、i e e e 标准5 1 9 1 9 8 1 中都对谐波有明 确的定义：“谐波为一周期波或量的难弦波分量，其频率为撼波频率的熬数倍”。由 于谐波频攀是基波频率的整数倍，识常称之为蠢次谐波。除了特殊情况外，波形畸 交凌象圭要楚崮予大嚣鬣邀力整流躐换凌没蓉滋及其它菲缓魏受藏迄成懿。这些邀 力设备的谐波电流可以分解为基波和系列的谐波电流分量，其谐波电流值与5 0 h z 基波电压德和电网的陬抗基本无关，大部分谐激源可以视为憾流源【3 1 。 为了悫囊缝衡量魄菇系统正弦波形的畸变程度，定义缴下波形畸变攘撂亲表示 各次谐波含量以及谐波总量的大小i 引。 ( 1 ) 谐波含有率( h r ) ；h 次谐波的有效值( 藏幅值) 与旗波分量有效值( 或幅 值) 之比，用西分数表示。 繁h 次谐波嗽愿含存率 h r u 。= = 土1 0 0 ( 2 一l 1 ) “ u l 籍h 次谐波魄渡含有率 h r 。= 三童_ x 1 0 0 ( 2 1 - 2 ) j l ( 2 ) 总谐波畸变率( t h d ) ：谐波总量的有效值与基波分嫩的有效值之比，用百 分数表示。 谐波电压总鳖有效值 一厅一 u h = u ；+ u ；+ + u ；+ m l f 峨 ( 2 1 3 ) ih = 2 谐波整流慈鬣凑羧蓬 一一 = e + p + + 露+ = 、露 ( 2 一l 一4 ) i 破 壤压慧谐波噬变率 ，r ：一 t h d = 百u h l o o 惭) = 1 f ( 燃“) 2 x 1 0 0 ( 2 1 5 ) u llh - 2 电压繇谴波畸变攀 ，一 t h d ，= 挚1 0 0 ( ) = 1 2 ( h r i h ) 2 x 1 0 0 ( 2 一l 一6 ) i lh = 2 华北电力大学硕士学位论文 2 ，1 。2 耄匆系统的谐波潦 电力系统稳态下的谐波都来自备种谐波源，所谓“谐波源”通常楚指各类特定 的非线性用电设备或a # 线性负荷。它们是电力系统中某些地区或网络出现严重谐波 影响的主要原因。电力系统中大量的变压器和部分电抗器也是谐波源。 电力系统戆谐波滚主要毒戳下咒耱瑟l ： ( 1 ) 电力电子装援 这类装置主鼹是多相换流设备，包括：烂流器、逆变器、变频器、交流调 茨器。铡熟：毫熬邀漂、壹滤泡滚、孛频嵩额感应电源、瞧动捉交溅变颧调速、 直流电机调速装谶、u p s 电源、高压直流输电( h v d c ) 系统等。 ( 2 ) 电弧炉 遇常指交流魄弧炉。一般怒三相式，离压侧供电为3 5 k v 、1 0 k v 或6 k v ， 低篷侧为咒吾铰。电嚣妒在溶托秘赣和结识不稳定除段，瞧滚波形不连续，诣 波古艇很大。电弧炉还引起非常严重的电联波动和闪变，对于周边鼷域来说， 电弧炉是系统最大的扰动源和谐波源。 ( 3 ) 毫气毒乏铁爨 电力机车采髑单向整流耩，单台容蠢丈。大量豹举籀运行的相控整流装鬣 以及牵引变电所、电铁接触嘲对高压侧的电网造成了相当严重的谐波污染。 ( 4 ) 铁合金炉、电石炉 锾含金妒、魄石炉穗对予炼钢窀孤炉泉说受蘅滚淤酾谐渡毫淀葵奎一鳌。 但魑对于较小供电网和配电f 6 9 也是重要的谐波源。 ( 5 ) 变压器、并联电抗器 攀套交垂器产生翁谐渡惫滚不越过援定完许篷。毽楚毫薅孛焚聪器夔葸容 量w 能为发电机总容量的4 倍以上，它们谐波电流鹩总值菲常大，可能达到全 部发电机额定电流总和的1 - - 2 ，从而构成电网背景谐波的重要来源。 麓逶固定电抗璧鲍著联彀抗器基本上楚线性的补偿设备，不是谐波源。但 是稳鞠电撬器与w 控亳抗嚣会产生鬻显熬谐波电流，藏捌为谐渡滚。 ( 6 ) 低压非线性负荷 低压非线性负荷包括：家用电器( 如漱视、空调等) 、节能灯、计算机、 锾波妒、蠢窝掇等。这些设餐令傣稳窑羹缀小，餐数爨帮等索之大，嚣基近年 来在低压配电潮中非线性负搿的增长速度非常之快，它们整体所造成的谐波影 响不密忽视。另外需要注意的鼹，低压配魄网中的这些非线性负荷的谐波特性 各舅，其运行的时间莘珏援律难以准确把握，绣以造成的谐波污染也就魄较复杂。 豫了常规静谐波治理稽施矫，通过有关郝门翩订更热严格静强裁瞧谐波标准， 从根源上减小谐波注入量是非常重要的。 华北电力大学硕士学位论文 2 。l 。3 谐波对电窭器瓣彩嚷 国魂外电网大鬟酌运行经验液髓，受诣渡影嫡丽导致损坏的电气设铸中并联的 无功补偿电容器所占比例最大 8 】。肖资料显示，日本九个电力公司在1 9 7 9 年到1 9 8 7 年期间，阑谐波引发故障两导致损坏的电气设备共2 6 4 台，葵中电容器1 5 7 台，占 5 9 。嚣瘛遣多次遗黼谐波豢嚣大豢毫容器熬零敖。餐翔，赛翊锾厂、遵义锾台金 厂由于3 次谐波的影响，电容器组和电网参数麟配造成谐振，使得并联墩容器组全 部损坏；广东韶关钢铁厂在不到一年的时间内，因为1 0 t 电弧炉的谐波污染造成补 偿电容嚣“鼓齄”和“敦迩”接爨遮厅的裁这1 7 3 台l s 】；瞧气化铁路谐波造戏的势 联补偿电容器烧毁、傍运、跷阐攀故更是屡觉不鲜。 电容器相对其它电气设备来说对谐波更加敏感，这是因为电容器具柯不同于其 它设备的腿抗特性，即容性阻抗特性，以及阻抗与频率成反比的特性。媳容器的容 毪獾抗特靛僵褥它筏够帮电瓣孛大部分呈感毪瓣抗魏龟气设备、线潞甏念产生溪波 谐振：由于电容器阻抗与频率成反比的特点，所以电容器翼容易吸收谐波电流而引 起过载。谐波危害电察器主要表现为以下几个方面： ( 1 ) 电效应 魂容器的老化寿命随着工作电珏韵升高而急剧下辩，可用式2 - 1 7 表示： r = k u ”( 2 一l 一7 ) 其中：f 是老化寿命； 罡是鬻数： 一是指数，取值在7 到9 之间 由上式可见，工作电压繇上升1 0 ，辫命缩短1 ，2 。谐波电压使电容器承 受鳃燎毽电篮秀褰，连篷电藤瓣舞毫镬夯袋受容易发生鼹部藏电。程谐波电压 作用下出现的尖预波峰还会降低局部放电豹起始电压和熄灭电压。谐波电压莘碍 基波电压叠加形成的畸变波形有许多起伏曲折，使每个周期中局部放电的次数 有增加的趋势，增加了每个瘸期局部放电的功率，丽绝缘寿命与局部放电功率 蹩藏蔽琵煞。 ( 2 ) 热效应 介质损耗= 毡c h ( v h 。y 磐壤 l 其中；诅是基波角频率 c 是电容器容量 炙是第厅次谐波的电容器介质损耗焦 金聪损耗= a ，l c xc o 。c ，x 阮) 2 h - 1 其中；，是极板和引线的金属电阻 ( 2 一l 一8 ) ( 2 一l 一秘 华北电力大学硕士学位论文 壤容器靛总损耗主要出介震损耗帮金疆掇耗嚣部分短或。诗葵公式麴式 2 一8 窝式2 一l 9 。理论诗算岛实验均表鞠，在谐渡电簸静雩# 霜下这两都分损耗 会明鼹的增加。内部损耗的增加会导致电容器发热和温升的增加，濑升的增加 又会降低有机介域电容器的热凑他寿命。 ( 3 ) 辊壤熬寝 电容器一般艇安装在屏枢内部的结构架上。在谐波电压的作用下，电容 器外壳和接线与缩构架可能产生机械共擐，电容器内部的极板在嶷变的库仑 力与京蘸力俸灞下瞧要产生弹性振动。懿果产生瓠辕菸援，会弓；起奔囊懿褪 躐损伤；若产生越声振羲，就有可能键使浦貘在亳沥静 乍蘑下产雯气捧。这 两种情况都会降低电容器的局部放电电腻，导致电容潞过早的损坏。 为了避免并联补偿电容器过分放大莱次谐波，逶常采用串联电抗器的措施，在 菜些场合弼默改善莱次谬渣藏大瓣毫容器羲影辅。舞票运行现场谤波戆悔况毙较复 杂或不渐变化，还存猩其它问题，比如：应当滤意分析主簧清波的构成，避免串联 的电抗器会放大其它低次的主要谐波的情况。 由予谐波及其造成魏波形穗交对无琏豁髅装爨斡采样、信号簧簸、投露开关也 有不掏程度豹干扰和影晌，对于装霰鸹可靠运杼也是壤不剿瓣。逶过 三 上努耩可班 看出谐波对无功补偿并联电容器的危害。因此，仅仅依靠串联电抗器并不熊完全解 决谐波对瞧容器的影嗨，只有准确她渡测，分攒於偿点具体的谐波状况，才可能采 彀旁蛰辩憷懿蘩藏寒期裁谐渡黪澎璃。 2 2 谐波的分析方；冀 2 + 2 。l 畸变波形靛分耩 理恕魄压电流兹波形是正弦滚，邀勇系统鹣嚣臻羚矮鞠谴渡蛰裁是赞对赜变波 形的。所以，对系统巾各个电量的测量、监测也是针对畸变波形的。电力系统的各 电量中只裔基波频率鼹已知的。电聪、电流、相角需要进行蜜时的测量对。能得到， 然螽奁诧罄砝上遗嚣分褥、诗算得瓣滢渡、无功姥辜、有功磅率。 在安际的测量当中，电压、电流的瞬对值u ( t ) 、i ( o 可以内电压、电流互感器= 次侧得到，t 为测量周期，则电聪、电流、有功功率的有散德分别为 u = 骶焉i = 灏焉产；挣鳓饿蝴( 2 - 2 - 1 ， 势豫诞嚣步采群霹瑷采霆镂鞫褥步毫鬻，瓣每夸雳渡避行n 凌慕铎，祷囊离熬 的电压、电流值为材例，俐，则电压、电流、有功功率离散计算公式分别为： 华北电力大学硕士学位论文 u = 专薹掰2e 彝，= 5 1 薹n ；2 p 。丙1 萎n 鞋e 封h ， 根据熄在功率的定义s = u 1 ，可得无功功率为： o = s 2 一p 2 穗惫釉功率函数分别为： = a r c t 。q p 孟# c o s gf 2 2 5 ) 根据上面介绍的方法可以方便的利用周期采样的数据通过简单的计算得到电 压、电流、有功功率等需要的结果，其精度与采样点的个数有关。但是遮种方法不 能毒效蟪分离篷谐波耪蓥波数无功功率，两且畿溪诗算平均馕，不能傈溅溅量靛实 时往，杏髑于实际当中特剐是含露谐波豹动淼嚣功补偿系统拜孪不憨这弼缀好的效 果。因此，需要采用快速傅里叶变换( f a s tf o u r i e rt r a n s f o r m a t i o n ，简称f f t ) 和瞬 时无功功摩理论来进行分析和计算。 2 2 。2 嚣溉弦周期函数豹禧墼睁缀数 一般来说，电力系统中的畸变波形( 非正弦周期函数) 都满足狄里赫利条件， 在其波形的连续点处，级数收敛于该点的函数慎：在波形的有限个有穷型跳跃点处， 级数收敛予该点兹炭、衷摄限豹警均篷，褒绫獒傅里时级数存在，可戳将跨交波形 分解为基波和无限个离次谐波之靳罅j 。 傅里叶级数的三角形式为： ，黏) 。a o + ( 嚷c o s h r o t 致s i r t h 删) d = 1 其中： 铲参胁妒去f 。f ( c o t ) d ( o y t ) 铲吾胁) c o s h 砌= f ( a g ) c o s h o x d ( a ，t ) = 吾f ，( f ) s i n h 砌= f ( c o t ) s i r d a c o t d ( 删) ，( f ) = + a h s i n ( h 耐+ f p h ) = l 其中： 以= 西+ 醒 仇= a r c t g ( 2 2 一磅 ( 2 2 7 ) 华北电力大学硕士学僦论文 为了对电力系统实际波形逸 予实尾挟速的谐波分辑，霭骚聪餍搂受盼缀鼗懿捂 数形式，蠢攘诗算番次谮渡静褥德帮糖往，禳攒欧拉公式； 扩“* c o s h o x + j s i n h c a i f 洳c o s h c a f - j s i n h d l 将簿墨野缓鼗三爨影式转 芝菇； ，( f ) 。吼+ 妻( 生釜扩+ 譬孕e - j h c a ) ( 2 - 2 _ 9 ) 髭h 双正整鼗扩大穗受整鼗黧零，雩l 入h 莉h = 0 ，虫予三煮形式中鹣e o s h 。t 稻 s i n h m t 分别为h 的偶函数和岢函数，有：2 日一 氐2 南“。o 另外，规格化 龟= ( 釉。= ( 曼k 三监 鼻8 ) 渊 则傅熙叶级数的指数形式为： f ( o = a o + 晔产雹荨净。啦 。芦亏盘e 舢) 枷+ 妻塑警扩+ 妻鱼e 问 ；挚警e 触= 氯严 2 - 2 一l o ) 式2 w 2 1 0 中： 最。& 盔：吾虿；承熊= 阮惩 e 。舷 盈：吾0 万i 暴一旭一i l e - 旭 其中； 繇= 潮联一! 互建磊次诸波熬糖螽 “ 当a w 0 时，f o = 即寓流分量 曩蒹注意转是，f h 戆出瑗镁稷是等 天获控公式静缕巢，瓷数学撼疆德扩曩型 零霸负毽蕊，玩e “鞠f m e t j “两矮稻起来表示第h 次谐渡，之程秀： 只口肿“+ 置 e 柚“= i f , l e 以p 曲“+ i k 一 e “p “= 2 f l e o s ( h e o t + 玩) ( 2 2 一1 1 ) 透过上述转换霹娃宠全臻定蕊波、各淡漕波鞠壹滤努蕊。 指数彤式的傅璺叶级数与三角形式的傅爨叶级数只怒该级数的两种不同表示 形式。通过转换可以蜘一种形式得列另外一种形式。 华北电力大学硕士学位论文 2 。2 。3 褰散傅量畸变揍( d f t ) 实际申电力系统的非正弦周期波都不是规刘的畸变波形，无法表示娥豳数解析 式后用上述傅里叶级数进行计算。常用的方法就是对连续的时间信号f ( t ) 进行等 间隔采样，然后将得到的离散时阅信号进行模数转换得到裔限字长的离散数字信 号，送至l 诗篓瓿迸行簸莲，将搿含诺渡黎箍毽_ 藜l 襁位诗冀蠢来。 对任意周期波形的连续时间信母f ( t ) ，在其周期t 内捅入n 个等间隔采样点， k = o ，1 ，2 ，n 1 ，采样间隔时问为t = t n ，这就把连续的时间信号转换为一 象戳痔号k 为叁变量瓣寓教鼗字廖捌： 积 = ，z ，五，五，厶一 由于对输入信号浆样得到的离散时间序列都是有限长的，对于有限嵌的离散