基于网络拓扑的谐波状态估计量测点最优配置

针对目前国内电网普遍存在的谐波量测点少、量测设备同时具有谐波电压电流量测、量测点分离的情况,提出一种利用疑似谐波注入节点辅助的网络拓扑法分析网络可观性的方法。该方法采用布尔运算形式对邻接矩阵和电压电流量测向量进行递归计算,运算量小。此方法可用于量测点少或量测点分离等谐波状态局部可观电网的分析计算。在可观性分析的基础上提出一个与母线负荷类型、负荷容量、及电压等级相关的综合目标函数实现量测点最优配置及量测点重要度排序。某地区电网算例证明了此方法的实用性及有效性。     

主动配电网的谐波源定位方法及谐波责任划分

针对主动配电网非线性负荷的谐波特性,提出了一种应用于主动配电网的谐波源定位方法及责任划分规则。首先,建立负荷时域等值模型,利用公共耦合点上电压、电流的物理关系,采用参数辨识法定位主动配电网中的谐波源;其次,通过分析主动配电网中所有谐波源共同作用的母线谐波电压,并计算该母线与谐波源所在节点间的谐波互阻抗(自阻抗)而确认各个谐波源的贡献,从而利用谐波贡献法定量划分各个谐波源的责任。最后,通过18节点主动配电网模型案例,验证该方法的有效性和合理性。     

基于相量量测的电力系统谐波状态估计(I)--理论、模型与求解算法

通过分析现有网络谐波分析理论的局限性与实践中所遇到的困难,提出了基于相量量测的电力系统谐波状态估计算法.选择节点电压作状态量,节点电压、支路电流与注入电流作量测量,建立了各种量测配置的量测方程以及谐波状态估计问题的数学模型.然后,通过总结谐波状态估计算法的基本特点与优化量测方程和母线的编号,提出了谐波状态估计的分层算法,大幅度降低了量测矩阵的维数.     

一种基于实测数据的谐波源定位方法

为了准确划分各谐波源责任以便采用技术及经济手段治理谐波问题,提出了一种基于实测数据的谐波源定位方法。该方法以系统母线的谐波电压幅值及相位作为量测量,考虑一定的建模及测量误差,根据系统各节点的谐波功率与母线阻抗之间的符号关系对可疑母线进行分类。提出定位指标对各节点进行排序,确定最为可能的谐波源位置,减少后期不必要的勘测工作。最后,在ETAP 12.6中建立了IEEE 14节点的算例模型并进行计算验证,计算结果证明了提出方法的有效性。     

基于负荷时域等值模型非线性度的谐波源定位

谐波源定位是划分电网谐波污染责任的关键理论和技术难题。基于产生谐波污染的非线性负荷的非线性度特性,研究负荷非线性度与负荷谐波发射水平的关系,提出了一种适合于单相和三相负荷的谐波源定位方法。该方法利用负荷时域等值模型确定负荷非线性特征,用删除残差法对负荷线性参数进行识别,计算负荷非线性度,以此确定负荷谐波发射水平,判定PCC点处主要谐波源,该算法能有效减少测量噪声影响。实验仿真及实际工程数据分析验证了该方法的有效性和准确性。     

一种谐波阻抗未知条件下的谐波源定位方法

针对谐波阻抗难以准确获取的情况,提出种谐波阻抗未知条件下的谐波源定位方法。通过可观性分析及象征导纳矩阵,得到量测配置点。将谐波电压作为量测量,采用独立分量分析算法对谐波电流进行估计。通过次序辨识算法解决谐波源电流估计的序列问题,且根据目标函数小值的寻优,对谐波源位置进行定位。为验证提出方法的有效性,在IEEE-14节点系统上进行了仿真测试,通过方差、相关系数2个评价指标得知,提出的方法能对谐波源进行准确估计和定位。     

考虑误差影响的两阶段谐波源定位方法

针对基于谐波状态估计的谐波源定位方法所需量测点较多的状况,提出一种两阶段谐波源定位方法。首先,采用一种考虑量测误差的改进独立分量分析算法,进行初次谐波源筛选;然后,根据筛选结果,综合考虑量测和参数误差对谐波状态估计的影响,采用总体最小二乘算法估计可疑节点的谐波注入电流,进而实现谐波源的准确定位;最后,采用IEEE14节点系统,以失效率、均方根误差平均值及最小量测点数为评价指标,验证了本文方法的有效性。     

多谐波源条件下的谐波污染责任划分研究

电网中各母线的谐波电压是所有谐波源共同作用的效果,因此准确区分各主要谐波源在特定母线上的谐波贡献对划分谐波污染责任有着重要意义.首先分析并指出区分各谐波源谐波贡献的关键在于准确计算谐波源节点与所关注母线间的谐波互/自阻抗,在此基础上提出一种"非干预式"的谐波贡献划分方法.该方法以各谐波源注入谐波电流中的快速变化分量为工具,根据独立随机矢量的统计特性,抽取出各谐波源节点与关注母线间的谐波互/自阻抗,最后根据计算所得阻抗值分别计算出各谐波源对关注母线的矢量贡献和标量贡献.对IEEE 14节点的系统进行仿真,结果表明该方法可很好地区分各谐波源在特定母线上的谐波贡献,大大抑制了其他谐波源的波动对谐波贡献划分的不利影响,同时也为谐波污染的责任划分提供了新的依据.     

居民配电网负荷谐波电流发射水平评估方法

提出一种居民配电网负荷谐波电流发射特性的评估方法,采用节点谐波电流贡献率和谐波概率分布两项评估指标,通过符号判别法和典型相关性分析方法计算系统侧和负荷侧谐波阻抗,进而划分谐波责任,计算居民负荷谐波电流发射水平。仿真和案例分析结果表明,典型相关性分析方法谐波阻抗估计精度优于符号判别法,且适用于系统侧谐波波动大于负荷侧谐波波动的场景,居民配电网谐波电流幅值概率密度曲线呈多峰特性,可反映谐波源电器及其组合,对配电网谐波源识别和谐波抑制措施制定具有重要意义。     

非线性度法在配电网谐波源探测中的应用

针对用户负荷的非线性度与其谐波发射水平呈正比关系的特点,从谐波产生的角度出发克服系统侧背景谐波干扰,提出了一种基于单相和三相不平衡负荷的非线性度NLD（Non-linearity Degree）探测配电网中谐波源的新方法。基于用户负荷的时域等值模型,对实际测量到公共连接点处PCC（point of common coupling）电压和电流值经傅立叶变换消除噪声影响后,用对称分量法分解出各序分量,对各序分量求取非线性度,根据负荷总非线性度辨识出配电网中谐波源。通过对实际工程验证,证明了该方法的有效性和准确     

基于改进生成对抗网络的谐波状态估计方法

传统的基于最小二乘法的谐波状态估计受到量测装置少、精确的谐波阻抗获取难、网络拓扑结构复杂以及电网运行方式变化等因素的限制,造成量测方程欠定、系统非全局可观以及节点间耦合关系难以准确提取等问题。文中提出了一种基于改进生成对抗网络的谐波状态估计方法。该方法基于pix2pix谐波状态估计网络拟合监测节点与目标节点间的耦合关系,利用采集的历史谐波数据,对模型进行批量训练,通过训练之后的生成网络估算目标节点谐波电流、谐波电压幅值,实现基于数据驱动的谐波状态估计。在加噪环境下对模型进行测试,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于独立分量分析和互信息的多谐波源定位

针对独立分量分析算法在谐波源定位中估计得到的各次谐波电流与谐波源电压不存在固定的对应关系,提出了一种基于独立分量分析(ICA)算法和互信息(MI)理论的多谐波源定位方法。独立分量分析算法用于估计由谐波源产生的谐波电流大小;互信息理论根据估计得到的谐波电流和母线电压之间的相关信息程度,精确确定多谐波源的位置。为了验证此方法的可行性,在PSCAD环境中,对有多个谐波源的IEEE-14母线网络进行了仿真。结果表明,这种方法在对电网参数未知的情况下,能够准确判断出多个谐波源的位置。     

独立分量分析在谐波源辨识中的应用

为了确定电力系统谐波污染责任和治理责任,提出一种基于独立分量分析ICA(independent componentanalysis)的谐波源辨识方法。利用独立分量分析可以将相互独立的源信号从其线性混合的信号中分离出来的特点,将谐波源看作相互独立的源信号,对其混合后的电压信号进行计算可分离出相应的谐波源信号,完成谐波源的辨识。在Matlab软件中对电弧炉、饱和变压器这类典型的谐波源进行仿真并验证。结果表明该方法有很好的检测和判别效果。     

综合配网谐波及三相不平衡评价指标的治理设备优化配置策略

以有源电力滤波器为代表的电能质量治理设备多用于补偿本地负载产生的谐波及不平衡电流。随着配网中非线性负荷的大量接入,本地补偿的配置策略存在成本高、效率低的问题,出现了面向网络电能质量全局综合提升的关键点治理设备配置需求。首先,提出了一种基于层次分析法和模糊隶属度的电能质量数据全局评价方法,作为衡量治理设备配置效果的尺度;其次,以全局配置效果、总装机数量和装机容量为优化目标,以网络各节点谐波含量及不平衡度均满足标准为约束条件,通过多目标粒子群算法确定治理设备最优配置节点及容量的配置策略;最后,通过搭建含有分布式不平衡及谐波负荷的IEEE-18节点仿真模型,验证所提全局评价及设备配置策略对于网络电压谐波及不平衡综合优化的有效性和优越性。     

综合配网谐波及三相不平衡评价指标的治理设备优化配置策略

以有源电力滤波器为代表的电能质量治理设备多用于补偿本地负载产生的谐波及不平衡电流。随着配网中非线性负荷的大量接入,本地补偿的配置策略存在成本高、效率低的问题,出现了面向网络电能质量全局综合提升的关键点治理设备配置需求。首先,提出了一种基于层次分析法和模糊隶属度的电能质量数据全局评价方法,作为衡量治理设备配置效果的尺度;其次,以全局配置效果、总装机数量和装机容量为优化目标,以网络各节点谐波含量及不平衡度均满足标准为约束条件,通过多目标粒子群算法确定治理设备最优配置节点及容量的配置策略;最后,通过搭建含有分布式不平衡及谐波负荷的IEEE-18节点仿真模型,验证所提全局评价及设备配置策略对于网络电压谐波及不平衡综合优化的有效性和优越性。     

基于LS-SVM的谐波源定位及谐波源注入电流分解方法

为了能够有效检测出电力系统中存在的多谐波源，通过谐波敏感因子确定谐波监测点的数量及分布，利用基于最小二乘支持向量机（LS-SVM）的谐波源定位估计器判断嫌疑母线的范围，在给定的范围中，通过求解网络状态方程进一步确定谐波源母线位置，并准确计算出谐波源注入的谐波电流大小。仿真结果表明，这种先定性缩小嫌疑母线范围，再定量确定谐波源母线位置以及注入谐波电流大小的方法对于配电网中多谐波源的检测是有效的。     

基于概率预测与谐波潮流的配电网谐波源识别方法

为解决配电网中谐波源的位置和数量的信息不明确的问题,提出了一种谐波源识别方法。该方法首先采用灵敏度指数对谐波测量装置的选址进行优化,然后采用基于遗传算法优化的支持向量机概率预测算法对母线含有谐波源的概率进行计算,最后使用谐波潮流对识别结果进行验证和进一步的分析。为评估该方法的可靠性和有效性,该方法在IEEE-13节点系统上进行了仿真分析。仿真结果说明了算法的有效性。     

Harmonic analysis for industrial customers

A power flow program is developed to analyze the harmonic distortion of a power system with various types of harmonic loads. The proposed program can be applied to solve the harmonic current flow, voltage harmonic distortion factor, resonance frequency, and current amplification factor at every bus in the system. In this study, a large metal factory is selected for the harmonic power flow analysis. The current waveforms at every bus are measured and analyzed to determine various orders of harmonic components. These harmonic currents are used in the computer simulation to determine the harmonic voltage distortion factor at the buses of the system, and the variations of resonance impedance and amplification factor with frequencies are investigated. Finally, the program is used to calculate the harmonic load flow when the metal factory is expanded by including a new plant in the power system, and proper filters are designed to alleviate the harmonic problems