数字化主动配电网的多谐波源谐波责任划分方法

电网中公共连接点的谐波污染是多个谐波源共同作用的结果,为了更准确地划分公共连接点各个谐波源的谐波污染责任,提出了一种基于快速独立分量分析(FastICA)的多谐波源谐波污染责任划分方法。首先,准确划分谐波污染责任的前提是准确估算背景谐波和谐波传递阻抗,提出的方法可以基于FastICA完成背景谐波和谐波传递阻抗的估算;然后将各谐波源在PCC产生的谐波电压分量在PCC总谐波电压上矢量投影,计算得到各个谐波源的谐波责任;最后完成谐波污染责任划分。     

应用核独立分量分析的电力用户负荷曲线估计

提出了核独立分量分析算法,即白化的核主分量分析加上独立分量分析算法。该算法在电网信息不足时,利用电网部分支路的潮流作为观测值,就可以完成对用户负荷曲线的估计。经过IEEE 9节点系统的仿真验证,结果表明,观测值在经过白化的核主分量分析算法处理后,非高斯性增强。应用独立分量分析算法对处理后的观测值进行盲源分离后,所得用户负荷需求曲线的估计值逼近实际值。与仅用独立分量分析方法的仿真结果相比,估计误差降低,相关系数增加。     

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。     

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.     

基于独立分量分析的谐波检测

长期以来,谐波治理一直是电能质量控制的重要组成部分, 而准确的检测又是有效治理和分析谐波的前提和基础。将谐波的问题视作盲源分离问题,并将该领域中广泛使用的独立分量分析法运用到检测算法中。通过构建适当的虚拟观测源,从观测信号中分离出基波和各次谐波分量。实验结果表明,该方法在实时性要求不高的情况下可准确检测谐波。     

基于独立分量分析的谐波检测

长期以来,谐波治理一直是电能质量控制的重要组成部分,而准确的检测又是有效治理和分析谐波的前提和基础.将谐波的问题视作盲源分离问题,并将该领域中广泛使用的独立分量分析法运用到检测算法中.通过构建适当的虚拟观测源,从观测信号中分离出基波和各次谐波分量.实验结果表明,该方法在实时性要求不高的情况下可准确检测谐波.     

基于复值独立分量分析的配电网谐波状态估计

针对独立分量分析算法在谐波阻抗未知条件下无法准确估计谐波电流幅值的问题,提出基于复值独立分量分析法的相量比例系数计算方法,来估计谐波电流的幅值和相位。首先采用复值独立分量分析法估计谐波电流相量初始值;然后考虑到系统侧等效阻抗远小于负荷侧等效阻抗,忽略线性负荷对谐波电流的分流作用,推导出2种不同情况下相量比例系数的计算方法;最终确定谐波电流幅值和相位。利用IEEE 14节点配电网系统和某地区局域电网对该方法进行验证,并与现有独立分量分析法对比,结果表明该方法能在谐波阻抗未知条件下准确地估计出谐波电流幅值和相位。     

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。     

基于状态估计法的配网谐波源定位技术

准确进行谐波源定位及合理划分谐波源的污染责任是谐波治理的前提。首先,采用谐波状态估计法对配电网进行谐波源定位;然后,针对配电网的网络结构和用户特点,讨论系统的可观测性和量测点的配置等问题;最后,以IEEE-33节点系统为仿真算例,在配电网中接入多个谐波源,对这些谐波源进行定位和污染责任划分。研究结果表明:谐波状态估计可定量地计算出各个节点的谐波电压和注入谐波电流;同时只要配置的监测满足系统的可观测性要求即可完成比较准确地定位,其结果对于判别谐波污染是否超标、谐波源责任划分和谐波的预警具有指导意义。     

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。     

基于子带分量分解与独立分量分析的系统谐波阻抗估计方法

新能源的大量接入使得配电网的谐波污染愈发严重,系统谐波阻抗的精确估计是准确判别谐波责任的关键。新能源并网逆变器发射的谐波与网侧谐波之间存在一定的相关性,导致现有方法的精度降低甚至失效。为此,提出一种基于子带分量分解与独立分量分析的系统谐波阻抗估计方法。首先,通过小波包分解将并网连接点(PCC)处谐波电压、电流的观测信号分成各子带信号,并计算得到各子带的互信息值;然后,选择互信息值最小的子带作为独立子带,并在该子带上通过独立分量分析求得分离矩阵,以实现相关谐波源信号的分离;最后,通过系数矩阵中各元素间的数学关系求得系统谐波阻抗值。仿真分析结果表明:在PCC两侧发射谐波间存在一定相关性的场景下,所提方法能够有效地减小网侧谐波带来的误差,相较于已有方法拥有更好的估计精度与鲁棒性。     

考虑背景谐波电压变化的多谐波源谐波责任划分

提出了一种考虑背景谐波电压变化的多谐波源谐波责任划分方法。首先,利用主导波动量法估算出系统侧谐波阻抗,然后根据背景谐波电压的波动情况,采用均值漂移算法对背景谐波电压数据进行聚类处理,按照电压值分为不同的数据段。最后,利用偏最小二乘法计算各个数据段谐波责任,加权求和得到关注时间段的谐波责任。为验证方法的有效性,分别在实验电路和IEEE 13节点测试系统上进行仿真分析,结果表明,所提方法提高了谐波责任划分的准确度,能有效克服背景谐波电压变化对责任划分的影响。     

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。     

基于最小二乘法和独立分量分析的间谐波检测算法

针对电力系统间谐波难于检测的问题,给出了一种基于最小二乘法和独立分量分析的间谐波检测算法。该算法利用快速傅里叶变换和最小二乘法确定基波和谐波的相关参数,构造出适当的虚拟观测信号,借助独立分量分析算法分离出基波、谐波和部分易于检测的间谐波信号,然后根据已经获得的参数再调整观测信号矩阵,从而逐次分离检测出剩余的小幅度间谐波信号。仿真结果表明,该算法在实时性要求不高的情况下,无需先验知识、无需消掉原电力系统信号中基波和谐波便可以准确检测出临近基波或谐波的小幅度间谐波。与独立分量分析算法进行比较分析,该算法检测间谐波的性能具有明显的优越性。     

基于改进单通道FastICA的谐波与间谐波检测

针对电力系统谐波污染及间谐波难检测问题,提出一种基于单通道独立分量分析的谐波检测算法。该算法在不需要任何先验知识的前提下,对一路电力系统混合信号进行循环平移处理构造出多路信号,然后通过主分量分析法对多路信号进行降维处理,再利用快速独立分量分析(FastICA)对谐波及间谐波各个成分进行分离,利用K均值算法根据各分量频谱进行聚类,还原到观测域对同类信号求平均值得到各谐波分量,最后分别估计各谐波分量的参数。在此基础上,针对FastICA分离出的信号有畸变问题,提出改进的FastICA算法以提高分量估计的稳定性和有效性。仿真结果表明只要各谐波分量在频谱上是合理分离的,该算法就能有效地提取出各谐波和间谐波分量。同时,改进FastICA算法具有更高的稳定性,有效性和准确性。     

基于快速独立分量分析的系统侧谐波阻抗计算方法

提出一种基于快速独立分量分析(FastICA)计算系统侧谐波阻抗的方法。根据系统侧和用户侧谐波源变化近似独立,用FastICA对公共耦合点电压与电流波动的x-y正交分量解混得到独立分量,利用最小二乘法求得混合系数;根据混合系数之间的线性关系,计算系统侧谐波阻抗值。该方法考虑系统侧和用户侧谐波的共同影响,一定程度上削弱了系统侧谐波变化的干扰,在谐波源相角波动较大情况下,具有更高的计算精度,且无需先验数据匹配。仿真分析和现场数据计算结果表明,该方法可以有效抑制系统背景谐波干扰,得到更为准确的系统侧谐波阻抗值。     

考虑背景谐波电压波动和阻抗变化的多谐波责任划分

当背景谐波电压波动和系统阻抗变化时,传统的谐波责任划分方法难以准确评估谐波责任,对此情况,提出一种考虑背景谐波电压波动和阻抗变化的多谐波责任划分方法.首先利用相似性测度原理筛选出背景谐波电压波动较小的数据段;再建立公共连接点谐波电压和谐波电流数据组散点图,采用OPTICS算法进行聚类,使采样数据能按系统阻抗值划分成不同簇;最后对不同簇的数据采用复数域偏最小二乘法进行多谐波责任划分.仿真分析验证了提出方法能够较好地减小背景谐波电压波动和系统阻抗变化给谐波责任划分带来的影响.     

基于特征值分解和快速独立分量分析的谐波/间谐波检测方法

针对电力系统谐波污染问题,提出了基于特征值分解和快速独立分量分析(FastICA)的谐波/间谐波检测算法。该方法在不需要任何先验知识的情况下,将单道电力系统混合信号通过时间延迟构造出多道观测信号,对其自相关函数进行特征值分解确定原谐波/间谐波信号中源信号频率成分的个数,确定观测信号矩阵的阶数,再利用FastICA算法对谐波/间谐波信号中各个频率成分进行分离提取,借助频谱分析得到各个成分的频率估计。在此基础上,借助最小二乘法对谐波/间谐波信号进行幅值和相位估计。通过仿真实验与其他经典算法比较,充分说明了所提出算法的可行性、准确性和有效性。     

基于高效快速独立分量分析的系统侧谐波阻抗估算

系统侧谐波阻抗是电网谐波研究的关键参数之一,鉴于此,本文提出了一种基于高效快速独立分量分析的系统侧谐波阻抗估算方法。首先,对公共耦合点处的谐波电压和谐波电流进行去中心化和白化处理;其次,利用高效快速独立分量分析对处理后的谐波电压和谐波电流进行分离,得到分离矩阵;再次,自适应选择非线性函数进行渐进性分析,得到混合矩阵;最后,通过混合矩阵和谐波阻抗矩阵之间线性关系求得系统侧谐波阻抗。在诺顿等效电路上做了仿真分析,结果表明,本文方法的估算结果更为准确。     

基于信息熵的多谐波源定位研究

针对复杂配电网中缺少有效划分非线性负荷谐波污染责任和不能准确确定主谐波源位置的状况,提出了一种基于信息熵的多谐波源定位方法。通过支持向量机进行谐波分离,获得测量量的各次谐波数据。接着利用B样条法对测量数据进行概率密度估计,从而计算出母线电压与各支路电流的互信息值,根据互信息值的大小来确定主谐波源位置。通过对典型配电系统在ATP(选择性暂态程序)软件中仿真分析,所提方法具有定位准确、能够进行实际谐波责任区分的优点。