基于区间约束的谐波溯源方法

提出一种基于区间约束的公共连接点(PCC)主谐波源溯源方法。以系统侧和用户侧对PCC处谐波电压贡献度的大小作为判断两侧谐波源作用大小的判据,分析两侧谐波电压贡献度随谐波电压电流夹角的变化规律,将测量夹角划分为不同区间,推导出各区间严格不等式约束条件,分别得到判断系统侧和用户侧为主谐波源时的区间约束。利用可信区间去除异常测量数据,提高溯源结果的可靠性。对不同场景实测数据进行谐波溯源分析,结果验证了所提方法的有效性。     

基于阻抗约束的谐波溯源方法

提出一种基于阻抗约束的公共连接点(PCC)主谐波源溯源方法。根据系统侧阻抗和用户侧阻抗固有特征,结合PCC处谐波电压电流测量信息,采用相量投影法判断系统侧的主谐波源,利用严格不等式制约判断用户侧的主谐波源。对于两侧阻抗性质不同的更复杂情况,采用几何学余弦定理和严格不等式追溯主谐波源,并从谐波源幅值大小和矢量关系加以验证。利用置信区间去除异常测量数据,对多场景实测数据进行谐波溯源分析,结果表明了文中方法的有效性。     

电力谐波云监测系统电能质量检测模块研制∗

为满足谐波监测与谐波源定位的需要,提出了一种电力谐波云监测系统方案.基于A M 4377系统设计了电能质量检测装置,介绍了其硬件实现和基于瞬时无功理论的谐波检测算法.利用芯片内部的捕陷功能实现了精确测频与同步采样,提高了测量精度.利用无线网络将监测点的电能参数与谐波数据上传至云端分析系统,能够实现电网中多个监测点的高速同步谐波信号采集与分析.     

谐波源责任划分技术的工程应用

基于线性回归的谐波源责任划分方法大多数是在电压和电流瞬时值的基础上完成的,与目前电能质量日常监测系统主要提供电压、电流有效值等统计值的现状不符。针对这种现状,提出了一种基于母线处短路容量以及可测量的电压和电流参数的可用于工程上近似估算多谐波责任划分的方法。该方法基于电能质量测试设备,获得关注PCC处的电压和各谐波源用户及系统侧对应的馈线电流数据。通过傅里叶分解分别得到PCC处进出线的基波、谐波电压,通过各谐波源单独作用时在PCC处电压上的投影作为谐波责任划分的依据。同时将该方法应用于电能质量监测分析系统的研发,实现了PQDIF格式转换功能以及谐波源辨识功能。     

基于电力电子技术的大电流谐波发生方法

为满足万能式断路器谐波分析功能的测试需求,提出了一种基于电力电子技术的大电流谐波发生方法,使产生的3～31次各奇次谐波电流含有率大于1%。电力正弦激励源经电力电子技术斩波处理后激励次级短路的低压变压器,在次级回路产生的电流中含有丰富的谐波成分,但随着谐波次数的增加,高次谐波电流含有率不能达到设计要求。利用RLC二阶振荡回路对特定次谐波进行了重点补偿,有效提升了高次谐波的电流含有率。仿真与实际运行结果表明该方法可行。     

基于谐波阻抗匹配的微电网互联线路谐振分析及抑制措施

相邻微电网之间往往通过长距离的输电线路互联.针对这类输电线路双端存在独立谐波源的系统,其谐波交互特性与谐波放大机理更为复杂,采用传统阻性有源电力滤波器方法抑制谐振并不适用.文中基于传输线理论分析互联线路的谐波传播机理,并提出基于谐波阻抗匹配的谐振抑制方案.为了克服线路参数与谐波源相角信息的不确定性,提出基于线路中点谐波电压检测的有源电力滤波器谐波阻抗协调控制策略,根据谐波电压含量在线调节线路两端谐波阻抗相角,实现谐振抑制目标.与此同时,提出一种有源电力滤波器改进控制策略,保证其谐波阻抗相角可以任意调节.仿真验证了控制策略的有效性.     

基于配电网谐波责任划分的分布式有源滤波系统

随着电力电子装置的广泛应用和多种分布式能源的接入,低压配电网的电能质量问题已日益突出。为改善多馈线型低压配电网公共连接点(PCC)处的电能质量,降低其电压谐波失真,以具有谐波补偿功能的单相光伏并网设备为基本单元,构建了一个分布式有源滤波系统。通过分析低压配电网中各馈线对PCC处电压谐波的责任,对各馈线的谐波补偿任务进行了优化调整。此外,采用基于虚拟谐波阻抗的下垂控制方法,实现了多设备并联时的自主协调,并提出了一种参考PCC处谐波责任的谐波补偿容量分配算法,提升了在输出容量限制情况下分布式有源滤波系统的谐波补偿效果。最后,通过软件对上述模型和控制策略进行了建模与仿真,仿真结果验证了该系统的可行性和有效性。     

电网谐波源的检测与定位

介绍了电力系统谐波源检测的概念、意义及其实现方法。对现有的几种谐波源检测方法进行了评述,并提出了基于同步测量技术的新的谐波源检测思路。     

基于M估计稳健回归的多谐波源责任区分

为对多谐波源系统中各谐波源的谐波责任进行正确区分,提出一种基于M估计稳健回归的评估方法。首先根据公共连接点处各谐波电压相量之间的关系定义了评价谐波源责任的指标因子。利用时间序列分割法选择出满足分析要求的谐波电压和谐波电流历史数据。利用反复加权的最小二乘迭代法求解回归系数,根据回归系数计算出谐波责任指标因子,进而评估多谐波源系统中各谐波源的谐波责任。该方法大大削弱了数据异常值对回归系数的影响,克服了传统最小二乘法对奇异数据敏感、评估精度低的缺点。仿真分析和实际算例均验证了该方法的有效性以及相对于传统最小二乘法的优越性。     

基于Synchrosqueezing小波变换的谐波和间谐波检测方法

非线性电力元件的广泛使用使电力系统的谐波和间谐波污染越来越严重。为准确计算谐波和间谐波的参数特征,以有效克服噪声影响,提出基于Synchrosqueezing小波变换的谐波和间谐波的一种检测方法。首先对电力系统信号进行连续小波变换;然后确定同步挤压阈值,对连续小波变换结果进行同步挤压,并利用同步挤压结果计算电力信号主频率;最后,设置提取频率区间,将电力信号分解为一组内蕴模态类函数分量(IMT),并结合Hilbert变换及最小二乘拟合,精确计算噪声背景下谐波和间谐波的幅值与频率。通过模拟信号和实测信号对所提方法有效性进行了分析,实验结果表明,与Prony和HHT方法相比,本文方法通过同步挤压有效抑制了噪声干扰,谐波和间谐波的检测精度有较好的提高。     

用户层多谐波源的责任区分方法

为了区分公共耦合点处的用户谐波责任,论文提出了一种基于非正弦功率分解的谐波辨识方法。在分析用户谐波传播机理的基础上,以系统畸变电压为基,对馈线电流进行正交分解。引入非谐波电压、非谐波电流及谐波电流的概念,以此为基础计算负载线性度,实现用户层的谐波定位。采用多端口网络理论建立多谐波源的网络方程,以独立分量分析法对馈线谐波电流进行解耦。在不求解网络谐波参数和谐波源特性未知的情况下,以负熵为目标函数,通过分离观测量还原出用户发射的原始谐波电流,实现谐波责任量化。仿真算例验证了该方法的有效性,可实现谐波源定位、谐波全电流计算,是对用户层谐波责任估计的有益探索。     

基于多源数据的馈线谐波频谱估计方法

随着分布式电源和非线性负荷的投运规模不断增加,电网谐波污染愈加严重和复杂,有必要对各馈线谐波电流进行监测。但基于经济性考虑,对变电站所有馈线均进行谐波电流监测并不可行。针对上述问题,提出了基于多源数据的馈线谐波频谱估计方法。该方法基于电网现有电能质量监测系统、调度系统、营销业务应用系统等多源数据,只需对母线谐波电压和进线谐波电流开展监测,即可估计出变电站所有馈线的谐波电流情况。首先,根据馈线谐波电流的相量运算关系和功率关系构建馈线谐波频谱估计的目标函数。其次,基于多源数据利用改进粒子群算法求解目标函数,进而得到各馈线的各次谐波电流含有率及馈线谐波电流间的相角差,实现了各馈线谐波电流频谱的估计。最后,通过仿真算例和实测算例验证了方法的可行性。算例表明该方法仅需在变电站母线处安装一台电能质量监测终端,结合现有业务系统的基本电气数据等信息,可实现馈线谐波频谱的估计,有助于节约变电站监测装置的配置成本。     

基于双向谐波电压变动的光伏并网孤岛检测

针对传统的被动式光伏并网孤岛检测存在的检测死区问题,提出一种基于双向谐波电压变化量的光伏并网孤岛检测方法。通过分析孤岛前后谐波电压的变动及传统谐波电压检测法的失效机理,提出基于双向谐波电压的孤岛检测策略。利用加窗傅里叶变换同步计算光伏集中并网发电系统送出线路电流及所接母线电压的谐波,从而获得各次谐波功率;由并网运行时谐波功率的正负极性判断各次谐波源方向,并根据正、负最大谐波功率值选择系统侧、光伏侧谐波的特征频次;利用滑动加窗傅里叶变换分析这2个频次的母线谐波电压变化量,建立孤岛检测判据,若系统侧谐波电压减小量和光伏侧谐波电压增加量均满足判据,则发生孤岛。仿真结果验证了所提方法的有效性。该方法不影响并网逆变器输出的电能质量,且能在较严重背景谐波下有效检测孤岛,检测死区较小。     

基于决策树的复杂电网多谐波源监管

为对复杂电网多谐波源进行有效合理的监管,提出一种基于决策树算法的评估方法。首先对复杂网络进行拓扑分析,实现主环网与辐射子网的分层,完成公共节点的选取。其次,根据公共节点的有功功率方向法,判断出主要谐波责任方,并利用简单的滑动平均的线性滤波方法提取出谐波的快速变化分量,从而计算出谐波阻抗和相应谐波电压以分离出各等效谐波源对关注节点的谐波贡献量。最后,结合决策树算法完成各等效谐波源的数据分类,并根据其相关影响因素提出一种奖罚机制。该方法简化了复杂电网的多谐波源监管,为建立公平有效的谐波惩罚机制和标准以限制和治理谐波污染奠定了理论基础。     

低压断路器检测用谐波源的建模和仿真

为满足低压断路器谐波抗扰度试验的要求,基于电力电子技术,根据低压断路器检测用谐波源的设计要求进行了谐波源的建模与分析。在Matlab/Simulink仿真运行环境下,搭建仿真电路并给出了获取设计参数的方法。仿真结果表明,所设计的谐波源各项技术指标均满足相关标准的试验要求,为谐波源的设计提供了基础性的解决思路。     

Harmonic power detection based on the pq theory and its applications

Harmonic interference problems generated by bulk semiconductor power converters become more serious in power systems with their wide use in industrial applications. Shunt passive filters consisting of LC tuned filters or shunt active filters using PWM inverters have been used to suppress harmonic currents in distribution systems. To install the passive or active filters, it is necessary to find exactly a dominant harmonic source in distribution feeders. A harmonic power on each phase and order at a receiving terminal has been investigated by using a digital power meter including an FFT analyzer. However, the conventional detection method has a problem in that it is difficult to discuss exactly harmonic power flow because the detected harmonic power is much smaller compared with a fundamental active power at the receiving terminal. In this paper, the harmonic power in three phases, which can be detected on real time, is defined by applying the pq theory. Next, it is verified by a digital simulation that the proposed method can discuss harmonic flows more easily than the conventional method. As a result, it is more simple and precise to find the harmonic source. Moreover, measurement errors of the harmonic power are revealed quantitatively, and the validity of the proposed method is demonstrated by digital simulation.     

基于最小二乘支持向量机的谐波源建模

综述了现有的各种谐波源模型,提出一种基于最小二乘支持向量机的谐波源建模新方法,以供电端基波电压和负荷特征参数作为输入、各次谐波电流的幅值和相角作为输出进行训练,建立模型。算例计算表明,模型输出谐波电流与实际仿真结果基本一致,使用上述方法建立模型速度快、精度高,是一种有效的谐波源建模方法。     

新能源电网中的谐波问题

谐波源与新能源电网之间的谐波交互作用对电力系统的可靠运行和新能源的消纳存在潜在的威胁。建立谐波源模型和分析谐波交互影响是抑制谐波振荡、提高电网稳定性和电能质量的技术基础。以建模方法原理和谐波交互影响机理为立足点,对新能源电网中的谐波分析与抑制问题进行综述。首先,按照建模方法的不同原理将谐波源建模分为两大类:机理建模和数据驱动建模,并逐一详细介绍不同方法的基本原理、优缺点和适用范围。随后,对新能源电网中的谐波交互影响分析和抑制方法进行讨论。最后,指出谐波分析与抑制技术在今后研究中亟待解决的问题及研究方向。     

一种全数字化互动跟踪式单相逆变电源并联均流控制策略

分析了逆变器输出电压的幅值和相位对并联系统输出功率的影响,提出一种互动跟踪式无主从并联控制方法。通过同步母线实现各模块的正弦参考电压同步,每个模块由 DSP的I/O口发出同步脉冲,同时用捕获口检测同步母线上的同步脉冲信号,强制各模块的正弦参考电压相互同步。利用CAN总线控制各逆变器正弦参考电压的幅值以均分无功功率。采用数字信号处理器(DSP)TMS320LF2407实现全数字化并联系统设计。实验结果表明此方案能实现无主并联和 N 1冗余且有较好地并联均流效果。