《配电网谐波溯源技术导则》

T/CPSS(L)2023—002

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

本文件由中国电源学会提出并归口。

本文件起草单位：广西电网有限责任公司电力科学研究院、华北电力大学、国网河北省电力有限公

司电力科学研究院、安徽大学、安徽安大清能电气科技有限公司、四川大学、南方电网科学研究院有限

责任公司、国网福建省电力有限公司电力科学研究院、国网重庆市电力公司电力科学研究院、国网安徽

省电力有限公司电力科学研究院、国网山西省电力公司电力科学研究院、海南电网有限责任公司电力科

学研究院、中山侨源电力技术有限公司、广州炫通电气科技有限公司、国网陕西省电力有限公司电力科

学研究院、中国电力科学研究院有限公司、国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院、辽宁东科电力有

限公司、南京灿能电力自动化股份有限公司、深圳市中电电力技术股份有限公司、厦门奕昕科技有限公

司、安徽一天电能质量技术有限公司、思源清能电气电子有限公司、浙江君亿环保科技有限公司、甘肃

电通电力工程设计咨询有限公司、亚洲电能质量产业联盟、云南电网有限责任公司文山供电局、上海电

气输配电集团、成都恒锐智科数字技术有限公司。

本文件主要起草人：华回春、郭敏、周文、徐方维、丁同、周柯、高敏、白浩、马兴、林焱、伍智

鹏、周聪、张冠锋、刘坤雄、姚东方、颜坤奕、张四海、吴小丹、杜广耸、肖梁乐、程绪可、袁凯、韦

新运、郭翔宇、王语洁、钱永亮、王江涛、殷艳华、林俊浩、王小明。

中国电源学会团体标准征求意见稿

II

T/CPSS(L)2023—002

配电网谐波溯源技术导则

1范围

本文件规定了配电网谐波溯源的流程、基本要求以及定性与定量溯源的主要方法。

本文件适用于110kV及以下配电网。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T14549—1993电能质量公用电网谐波

GB/T45124—2022配电网电能质量监测技术导则

GB/T12326电能质量电压波动和闪变

3术语和定义

GB/T14549和GB/T12326界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

谐波源harmonicsource

向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备。

[来源：GB/T14549—1993，3.9]

3.2

谐波溯源harmonicsourcetracing

通过建模仿真或监测分析确定谐波干扰的来源。

3.3

谐波定性溯源qualitativeharmonicsourcetracing

在关注节点处确定主要谐波来源于系统侧还是用户侧。

3.4中国电源学会团体标准征求意见稿

谐波定量溯源quantitativeharmonicsourcetracing

系统侧和用户侧谐波源对关注节点处谐波影响程度的量化表达。

3.5

系统等效谐波阻抗utility-sideequivalentharmonicimpedance

系统侧网络进行戴维南或诺顿等效得到的谐波阻抗。

3.6

用户等效谐波阻抗customer-sideequivalentharmonicimpedance

用户侧网络进行戴维南或诺顿等效得到的谐波阻抗。

3.7

公共连接点pointofcommoncoupling；PCC

电力系统中一个以上用户的连接处。

[来源：GB/T12326—2008，3.1]

1

T/CPSS(L)2023—002

4符号

下列符号适用于本文件：

Ihpoc——关注节点处h次谐波电流相量；

用户侧次谐波电流；

Ihc——h

n——样本容量；

Uhpoc——关注节点处h次谐波电压相量；

系统侧次谐波电压；

Uhu——h

次背景谐波电压；

Uh0——h

Zh——h次谐波阻抗；

Zhc——用户侧h次谐波阻抗；

Zhu——系统侧h次谐波阻抗；

关注节点处端口等效谐波阻抗；

Zhpoc——

关注节点处端口等效谐波阻抗角；

θhpoc——

关注节点处次谐波电压幅值；

Uhpoc——h

关注节点处次谐波电流幅值；

Ihpoc——h

r——皮尔逊相关系数，取值范围为−1~1；

∆Uhpoc——关注节点处h次谐波电压波动量，其值为关注节点处相邻h次谐波电压的差值；

∆Ihpoc——关注节点处h次谐波电流波动量，其值为关注节点处相邻h次谐波电流的差值；

系统侧次谐波电压波动量，其值为系统侧相邻次谐波电压的差值；

∆Uhu——hh

∆I——用户侧h次谐波电流波动量，其值为用户侧相邻h次谐波电流的差值；

hc

ε——复数误差；

µuh−——系统侧h次谐波电压责任；

µch−——用户侧h次谐波电压责任；

Zhu——系统侧h次谐波阻抗幅值；

关注节点处次谐波电流幅值；

Ihpoc——h

关注节点处次谐波电压幅值；

Uhpoc——h

T——转置；

——记为。

5总体原则中国电源学会团体标准征求意见稿

5.1配电网谐波溯源应结合电网架构、运行方式、负荷变化、无功及谐波治理设备投切等信息开展；

5.2配电网谐波溯源应以在线监测或现场测试获得的谐波数据为基础，测试应满足GB/T45124—2022

要求；

5.3配电网谐波溯源应先排除测量环节对结果的影响因素，确定谐波源真实存在后，再进行溯源分析。

5.4配电网谐波溯源可通过建模仿真来实现，遵循“先定性，后定量”的原则。

6溯源流程

谐波溯源的具体流程为：

a)确定关注节点。

b)收集数据。现场采集关注节点的谐波测量数据。

c)处理数据。对谐波实测数据进行预处理，获取其200ms内所测值（按GB/T14549规定的计算

所得），以满足后续溯源分析的数据要求。

2

T/CPSS(L)2023—002

d)选择溯源方法。常用的谐波溯源方法包括但不限于有功功率方向法、阻抗角判别法、相关性分

析法、波动量法、复线性最小二乘法。若只需要辨识主导谐波源来源于系统侧还是用户侧，可

以选择相关性分析法和有功功率方向法或阻抗角判别法；若需要定量划分关注节点两侧的谐

波影响责任，可以选择波动量法或复线性最小二乘法。

e)输出溯源结果。编写谐波溯源分析报告，报告主要内容可参考附录A。

7溯源基本要求

7.1关注节点选择

对于不同的溯源对象，关注节点可按以下原则选择：

a)对于专线用户，关注节点可选择在公共连接点（PCC）处。

b)对于T接用户，关注节点宜选择在用户并网处。若测试条件不满足，可选择在用户的变电站、

开闭所或上一个PCC节点

7.2测试数据的要求

谐波测试数据应满足以下要求：

a)对于谐波源尚不明确的场景，测试持续时间应不少于24h；

b)对于谐波源包含风电、光伏等新能源发电场站的场景，测试持续时间应包含新能源发电场站发

电容量达到其装机容量80%以上的时段；

c)对于谐波源包含储能系统的场景，测试持续时间应包含储能系统正常充、放电周期；

d)对于谐波源包含钢铁冶炼等其它用电负荷的场景，测试持续时间应包含该用电负荷的正常生

产周期。

8谐波溯源

8.1相关性分析与有功功率联合判别法

8.1.1采用相关性分析法初判主导谐波源。相关性分析法通过分析关注节点处谐波电压和谐波电流波

形的相关性来辨识主导谐波源。可运用皮尔逊（Pearson）相关系数计算关注节点处谐波电压与谐波电流

幅值波形的相关性。

其具体过程如下：

测量关注节点处的与，计算与的皮尔逊相关系数，皮尔逊相关系数的计算

a)UhpocIhpocUhpocIhpoc

见公式(1)；

n

∑(Uhpoc()ii−−UIhpoc)(hpoc()Ihpoc)

=i=1(1)

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

中国电源学会团体标准征求意见稿22

∑∑(UUhpoc()ii−−hpoc)(IIhpoc()hpoc)

ii=11=

根据皮尔逊相关系数大小分析与的相关性，初步判定主导谐波源；

b)UhpocIhpoc

当相关系数大于0.8时，则与呈显著正相关性，说明用户侧谐波源产生的谐波电流

c)UhpocIhpoc

波动引起了关注节点处谐波电压波动，初步判定主导谐波源在用户侧；当相关系数小于-0.8，

与呈显著负相关性，说明用户侧谐波源引起的谐波电压和背景谐波电压叠加而减弱

UhpocIhpoc

了关注节点处谐波电压运行水平，初步判定主导谐波源在系统侧。

8.1.2采用有功功率方向法重判主导谐波源。有功功率方向法通过有功功率的方向来辨识主导谐波源。

当关注节点处谐波有功功率大于0时，判定主导谐波源在系统侧；当关注节点处谐波有功功率小于0

时，判定主导谐波源在用户侧。

8.1.3若采用有功功率方向法重判结果与相关性方向法初判的结果相同，判定主导谐波源来源；若出

现相关性分析法和有功功率方向法的结果不一致时，需专题分析。

3

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8.2相关性分析与阻抗角联合判别法

8.2.1采用相关性分析法初判主导谐波源。

8.2.2采用阻抗角判别法重判主导谐波源。阻抗角判别法通过分析关注节点处等效谐波阻抗的相位在

直角坐标系中的分布情况，来识别主导谐波源。

其具体过程如下：

测量关注节点处的和，计算，从而获取；

a)UhpocIhpocZhpocθhpoc

观察在直角坐标系中的象限分布，判定主导谐波源；

b)θhpoc

c)当谐波阻抗角位于第一、四象限，判断主导谐波源在系统侧；当谐波阻抗角位于第二、三象限

时，判断主导谐波源在系统侧。

8.2.3若采用阻抗角判别法重判结果与相关性方向法初判的结果相同，判定主导谐波源来源；若出现

相关性分析法和阻抗角判别法的结果不一致时，需专题分析。

8.3波动量法

8.3.1波动量法通过关注节点处谐波电压、谐波电流的波动量估计系统侧或用户侧谐波阻抗。

其具体过程如下：

a)在关注节点处测量得到Uhpoc、Ihpoc的样本点，计算其相邻2个样本的差值，得到关注节点处谐

波电压、谐波电流波动量样本；

b)筛选谐波电流波动大的谐波数据，根据公式（2）估计谐波阻抗。若得到的谐波阻抗实部较小，

则为系统侧谐波阻抗，反之则为用户侧谐波阻抗；

∆UhpocZUhu,∆=hu0

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

∆

Ihpoc−ZIhc,∆=hc0

c)如果根据公式（2）计算得到的阻抗是系统侧谐波阻抗，则根据式（3）计算用户侧谐波定量责

任，并进一步根据公式（4）计算系统侧谐波定量责任。

ZI22+−U2U2

µ=huhpochpoch0×(3)

ch−2100%························································

2Uhpoc

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

其中，U=U−ZI。

中国电源学会团体标准h0hpochuhpoc征求意见稿

d)如果根据公式（2）计算得到的阻抗是用户侧谐波阻抗，则根据式（5）计算系统侧谐波定量责

任，并进一步根据公式（6）计算用户侧谐波定量责任。

ZI22+−U2U2

µ=hchpochpoch0×(5)

uh−2100%························································

2Uhpoc

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

其中，Uh0=Uhpoc−ZIhchpoc。

8.4复线性最小二乘法

8.4.1复线性最小二乘法通过直接在复数域内求解误差模的平方和最小值，得到背景谐波电压和谐波

阻抗真实的最小二乘解，进而计算谐波影响责任。

其具体过程如下：

4

T/CPSS(L)2023—002

a)在关注节点处测量得到Uhpoc、Ihpoc的样本点，并将一个测量时段再次分为n个“分析时段”；

b)根据公式（7）构造向量y和A矩阵，其中公式（7）中的变量通过公式（8）、公式（9）和公

式（10）计算得出；

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)根据构造的y、A和公式（11）计算复最小二乘解hh0，估计背景谐波电压h0和谐波

阻抗Zh。

−1

x=(AATT)Ay·················