计及谐波视在功率的谐波源识别方法

为正确识别电力系统公共连接点处的主要谐波源,基于IEEE 1459功率标准定义的谐波视在功率,提出了一种基于该功率指标进行判断的主谐波源识别的新方法。根据叠加定理分别定义系统侧和用户侧等值谐波源单独作用时引起的谐波视在功率,通过直接对比二者的大小,判断出主谐波源的位置是系统侧或用户侧。提出的方法可以考虑各次谐波电压、谐波电流的综合影响,进而识别出公共连接点处综合主要谐波源。最后通过IEEE 13节点系统仿真和某钢铁企业实测数据均验证了所述方法的合理性。     

基于IEEE Std.1459-2010非基波视在功率的主谐波源定位

理论分析目前主谐波源定位方法判断依据的差异性,提出了一种基于IEEE Std. 1459-2010非基波视在功率的主谐波源定位方法。分析了目前常用的谐波电压指标、谐波电流指标和谐波有功功率指标,认为它们的判断依据不同是导致主谐波源定位结果出现矛盾的根本所在,指出目前的问题所在是对于主谐波源定位没有一个固定的判断标准,并认为谐波有功功率指标用来评价谐波责任并不全面。通过计算系统和谐波源用户占用PCC点容量情况,从视在功率的角度对于主谐波源进行定位,更加全面准确。最后通过MATLAB/Simulink仿真软件中,在多谐波源存在的情况下,验证了该方法的有效性。     

一种基于谐波阻抗值的谐波源定位算法

为了明确谐波污染责任,提出一种基于谐波阻抗值的谐波源定位方法。以IEC61000-3-6对谐波发射水平的定义为依据,估算出系统侧的谐波阻抗,然后计算用户的谐波电压发射水平,不管三相电压和电流是否对称,该方法都适用;最后,通过一个110 kV的非线性用户系统测试数据验证该方法的准确性,并通过在实验室搭建物理仿真电路验证了谐波源定位算法的可行性。仿真结果表明:该算法能实现精确的谐波源定位,识别扰动来自于电网还是用户,明确划分谐波污染责任。     

基于采样数据的谐波电流责任评估

外界谐波电流会造成对各谐波源用户谐波责任分摊的判别不准。为准确评估受关注谐波源分摊的谐波责任,提出了一种基于采样数据的谐波电流责任评估方法。首先采用诺顿等效电路原理,将系统和用户都等效为谐波阻抗和电流源的并联。然后应用公共连接点的实时采样的电压电流数据,将用户的谐波电流贡献从上级系统的谐波贡献中解耦。最后以某3谐波源用户系统为例,建立了仿真模型,结果表明所提方法可很好地评估多谐波源用户间的谐波电流责任,提高了谐波电流责任分摊的精确性。     

谐波阻抗变化对公共耦合点处谐波贡献量的影响

正确估计电网和用户在公共连接点产生的谐波贡献量,是检测和治理谐波污染的关键。现有的一些方法忽略了由于系统谐波阻抗的变化而引起的用户谐波注入的变化。分析了谐波阻抗变化对公共耦合点（point of common coupling,PCC）处谐波含量的影响;分X/R恒定和X/R变动2种情况,建立了MATLAB/Simulink仿真模型,研究谐波阻抗波动对PCC处谐波电流、谐波电压及谐波功率的影响;利用仿真数据和计算结果绘制曲线,得到谐波阻抗对PCC处供电侧和用户侧谐波贡献量的影响规律。结果有助于当谐波阻抗变化引起系统振荡时用户和供电双方责任的划分。     

基于区间约束的主谐波电流来源判别方法

针对流过线路元件的谐波电流难以明确来源的问题,提出一种基于区间约束的公共连接点(PCC)主谐波电流来源判别方法。在谐波诺顿等效电路的基础上,分析得出谐波有功功率方向法在一定的区间内是可以完全正确有效的。通过PCC处测量的谐波电压和电流信息,利用电路基本原理和严格不等式约束条件及谐波电流指标基本准则,讨论系统侧和用户侧谐波阻抗基本性质的各类情况,推导得出:主谐波电流来源为用户侧的情况仅根据谐波电压和电流的相角差就可直接判别;主谐波电流来源为系统侧的情况,将两者相角差和简单阻抗条件相结合进行判别。通过多种实际工程场景的测量数据验证了所提方法是正确和有效的。     

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。     

一种新型谐波与无功电流检测方法

谐波电流的快速精确检测是有源电力滤波器滤波性能的关键指标,现有的谐波检测方法并非很理想。文中提出一种适用于有源电力滤波器的补偿电流检测新方法,该方法通过瞬时有功功率计算出负载基波正序有功电流幅值,然后乘以单位电压幅值的电源波形,得到基波正序有功电流的瞬时值,进而分离出待补偿电流分量;建立了基于PSIM的仿真系统,针对不同负载性质和负载电流突变等情况进行了分析。仿真结果表明,该方法能够准确、快速地检测出负载电流中的谐波和无功电流分量。     

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。     

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。     

用户侧谐波源对PCC谐波水平的影响与区分

按照谐波源定位理论判断的结果,主要谐波源消失后反而可能加剧公共耦合点(PCC)处的谐波水平。从用户侧谐波源对PCC谐波电压、谐波电流的影响着手,提出了助增/助减谐波源的概念,并定义了区分助增/助减谐波源的综合判据,通过算例和IEEE测试系统进行了计算和仿真。所提出的助增/助减谐波源的概念和综合判据弥补了目前谐波定位理论的不足,对谐波治理方案的制订具有重要意义。     

一种公共连接点处用户与系统谐波的区分方法

正确估计各个电网和用户在公共连接点（PCC）产生的谐波水平,是监测与治理谐波污染的关键。现有的奖惩性方案没有对系统与用户所产生的谐波进行识别：忽略了由于系统阻抗的变化而引起的用户谐波注入的变化。通过把公共连接点处谐波电压、谐波电流分解为由供电系统单独产生谐波和由用户单独产生的谐波2部分．成功地解决了以上2个问题。当谐波源或谐波阻抗的变化引起系统振荡时．该方法将有助于用户与系统双方责任的划分。最后,通过一具体算例证实了该算法简单有效。     

单相整流负荷谐波功率需求建模分析

单相整流负荷作为典型的谐波源会对电网产生谐波污染,引起附加的谐波功率损耗。基于单相整流负荷工作原理,分析其各次谐波有功和无功功率流向特点,分别建立单相不控和相控整流负荷的功率需求模型。该模型计及整流器端电压和电流各次谐波分量之间的耦合关系,实现了整流负荷谐波功率的精确计算。利用仿真分析验证了该模型推导的正确性,并进一步定义了谐波有功和无功功率导纳矩阵。通过分析矩阵元素物理意义和幅值变化规律,确定单相整流负荷端电压各谐波分量对谐波功率的贡献程度。     

特定次谐波滤除锁相在有源电力滤波器中的应用

针对电网电压不平衡和网侧电压特定次谐波含量较高的情况,在传统的基于双二阶广义积分器的锁相环(DSOGI-PLL)前级加入谐波滤除级,可完全滤除特定次谐波,并且在电网电压不平衡的情况下,能准确检测网侧电压的频率和相位信息。将该锁相方法应用于有源电力滤波器(APF)中,提出了一种电流特定次谐波检测算法。该算法简化了计算,省去对滤波器的设计,能准确检测出电流特定次谐波。最后,通过仿真和实验验证了所提方法的正确性和有效性。     

Experimental verification of dispersed installation of shunt active filters based on voltage detection for harmonic damping throughout power distribution systems

This paper deals with dispersed installation of voltage‐detection based shunt active filters for harmonic damping throughput a power distribution system. A main objective of the active filters is to achieve damping of harmonic propagation coming from series/parallel resonance between capacitors for power factor correction and line inductors in the distribution system. Either a harmonic current source or a harmonic voltage source is connected to a distribution system simulator consisting of two distribution feeders, each of which is rated at 200 V and 20 kW. A couple of active filters are installed to the simulator. As a result, it is clarified by experiment that dispersed installation on the end bus of each feeder is effective in attenuating the harmonic propagation. © 2001 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 138(1): 14–23, 2002     

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。     

配电网串并联复合有源电力滤波器的仿真研究

分析了并联型和串联型电能质量补偿器分别补偿负荷电流和电源电压的缺陷及原因，介绍了串并联复合有源电力滤波器（SPAPF）同时补偿电网畸变电压和抑制负载谐波电流的运行机理，提出了适合于SPAPF的电源畸变电压参考量比较检测法、负荷谐波电流dqo检测法以及一种改进的稳定直流电容电压的PI控制策略。仿真结果验证了分析的正确性与设计方案的有效性。     

并联型有源电力滤波器谐波电流零逼近控制策略

给出了基于谐波电流零逼近的有源电力滤波器新型控制策略。采用检测电源电流的控制方式,构成了闭环控制系统。利用瞬时无功理论计算出电源谐波电流,并直接进行滞环比较,以控制主电路开关器件的通断,从而使电源谐波电流逼近于零,达到谐波抑制的效果。仿真结果表明,该方法可准确跟踪负载谐波电流,使电源电流趋于正弦,原理清晰,控制简单,可实现动态补偿。     

背景谐波电压环境下的负载谐波电流检测方法

针对现有谐波电流检测方法未考虑公共连接点处谐波电流的耦合现象而导致谐波治理效果不理想的问题,提出了一种有效解决该问题的负载谐波电流检测方法。在分析现有检测方法不足的基础上,借鉴德国DIN40110-2标准分解电流的思想,以谐波电压为基准,依据等效前后负载消耗有功功率不变的原则,定义了谐波等效电导、集总谐波电压和集总谐波有功功率。利用希尔伯特变换对谐波电压进行移相。进而定义了集总谐波无功功率和谐波等效电纳,分解出由背景谐波电压产生的谐波电流。据此,可检测出负载谐波电流,实现背景谐波电压环境下对负载谐波电流的补偿。仿真分析及实测数据验证结果表明：采用所提方法对检测到的谐波电流进行补偿,可有效提高公共连接点的谐波治理效果。