介紹

IEEE Std 519-2014, 標準為電力系統諧波控制的推薦做法與要求，是IEEE關于諧波測量與合規建議做法的新版本。IEEE 519-2014是在IEEE 519-1992基礎上的更新版，包含了一些重要的變化和諧波限值以及測量方法的更新。

Dranetz HDPQ系列是首個完全滿足IEEE 519-2014標準的電能質量分析儀。IEEE 519-2014引用IEC 61000-4-7作為諧波測量方法標準。即使當下很多電能質量測試儀器的測量方法遵循IEC 61000-4-7標準，IEEE 519-2014增加了兩個額外的參數和新的諧波合規統計報告。因此，只在測量方法上滿足IEC 61000-4-7標準的儀器，只是部分滿足標準IEEE 519- 2014。

這篇應用文章主要介紹IEEE 519-2014中諧波測量和合規性報告方面，并說明Dranetz HDPQ家族產品是如何符合這些方面。

諧波測量標準

初版IEEE 519-1992標準包含了諧波測量和諧波限值的相關描述，但并沒有詳細描述如何測量數據并進行諧波計算。標準定義了THD（總諧波失真）和基于諧波的其它參數的計算公式，但卻沒有指明測量設備抓取數據的方法，從而無法確保不同廠家生產的測量儀器之間諧波測量結果的一致性和可重復性。結果就是不同制造商使用不同的諧波測量技術產生不同的的測量結果。

IEEE 519-2014通過引用IEC 61000-4-7解決了這一問題。

IEC 61000-4-7和更廣泛的IEC 61000-4-30電能質量測量標準集很好的建立起來了，并得到了世界范圍的采納。 IEEE 519- 2014申明 “所使用的測量設備需同時滿足IEC 61000-4-7和IEC 61000-4-30"。Dranetz作為一家全球性的電能質量監測設備制造商，自2000年初開始實施以來，生產的產品就一直遵循這兩個標準要求。

IEC 61000-4-7定義了諧波測量的時間窗口為200ms,相當于12個周期(60Hz)或10個周期(50Hz)。每個(DFT, 離散傅里葉變換)諧波分析使用這200ms的數據進行計算，這個時間窗也是Dranetz HDPQ家族產品關于諧波測量的最小分辨率。

以下是來自Dranetz HDPQ產品的12周期/60Hz波形示例：

IEEE 519-2014的新參數

為了統計分析,IEEE 519-2014在IEC 61000-4-7中的測量方法上添加了兩個新參數：極短時諧波和短時諧波。需要注意的是，這兩個是IEEE 519-2014特有的，IEC 61000-4-7中沒有。這意味著一款測量設備符合IEC 61000-4-7標準，但不一定符合IEEE 519-2014標準，除非也包含了新的統計評估和合規性報告方法。

極短時諧波是以3秒為一個間隔，對其中15個連續的200ms (12/10 cycle)時間窗內數據進行評估。不需要考慮細節，將此時間間隔內的頻率分量聚合起來用于統計評估。

短時諧波是以10分鐘為一個間隔，對其中200個連續的極短時諧波進行評估。類似于極短時諧波，短時諧波是對于這10分鐘內的數據進行統計評估。

IEEE 519-2014 諧波統計評估

IEEE 519-2014規定，累計一天時間的極短時諧波數值，計算各次諧波(到50次)的第99百分位的數值(樣本中99%的數值大小低于該數值)。短時諧波需要累計一周時間的測量值，并計算各次諧波(到50次)的第95和第99百分位數值。IEEE 519-2014中也給出了公共耦合點(PCC)的諧波限值。目的是便于管理電力系統業主和終端用戶之間的連接點，所以這些限值僅適用于公共耦合點，并不適用于單個負載。

對于電壓諧波而言，各次諧波值和總諧波失真值(VTHD)的建議限值，是依據公共耦合點的母線電壓值而定。母線電壓越高，對應的限值就越低(他們離產生諧波的負載越遠)。

相似地，各次電流諧波值的建議限值也依據公共耦合點的母線電壓水平而定,但總電流諧波失真值(ITHD)并未用來參考，而是采用的總需求量失真值(TDD)。這意味著儀器也需要測量TDD值。同樣的，越高母線電壓的PCC，可接受的諧波電流限值越低。

具體的限值大小在本應用文章未列出，請參照IEEE 519- 2014中的第5章節。

DRANETZ HDPQ IEEE 519-2014 報告

即使Dranetz產品在多年前對于諧波的測量就符合IEC 61000-4-7標準。由于IEEE 519-2014增加了兩個參數并要求進行統計性評估，目前完全滿足這些要求的只有HDPQ系列產品。

Dranetz HDPQ系列產品有個內置的諧波統計報告，輯錄了極短時諧波和短時諧波。該報告依據IEEE 519-2014標準對于電壓諧波和電流諧波給出每日和每周的pass/fail判定。

如要查看報告，在數據查看界面按“諧波統計報告”按鈕即可。

你將看到在過去的31天內，每日和每周的諧波分析報告列表，同時有pass或fail的顯示。每天會有一個極短時諧波報告，基于第99百分位數值；每周有兩個短時諧波報告，一個基于第99百分位數值，另一個基于第95百分位數值。

在列表中選擇一個報告然后點擊“打開”，來查看報告中2到50次各次諧波和標準限值的對比。 

總結

IEEE 519-2014相較于1992年版本是個重要的更新。不僅給出了新的標準限值，還在IEC 61000-4-7的基礎上增加了兩個參數用于做標準符合性的判定。

Dranetz HDPQ系列是Dranetz公司，甚至可能所有電能質量分析儀制造商中，能完全滿足IEEE 519-2014標準的產品。