基于改进协方差特性的永磁直驱风电场谐波发射水平评估

风机滤波器在某些谐波频率呈现低阻抗,估计谐波发射水平误差大,因此提出基于改进协方差特性估计永磁直驱风电场谐波发射水平的方法。根据风机滤波器和风电场网络结构,聚合各元件阻抗用于简化永磁直驱风电场侧附加谐波阻抗计算。在此基础上,利用改进协方差特性建立了公共连接点处谐波电压和电流的偏差量与系统侧和风电场侧的谐波阻抗的表达式,得到系统谐波阻抗,进而求出谐波发射水平。该方法克服了公共连接点处谐波电流与背景谐波相关性带来的误差。仿真分析和实测数据计算验证了所提方法的有效性。     

谐波阻抗和背景谐波电压估算方法的对比研究

日益突出的谐波污染问题对电力系统的安全经济运行造成严重的危害。区分电力系统中系统侧与用户侧谐波发射水平十分必要。本文选用基于独立随机矢量协方差特性和基于二元线性回归两种谐波发射水平评估方法来计算系统谐波阻抗和背景谐波电压。以PSCAD为平台搭建仿真模型,通过Matlab编程实现系统谐波阻抗和背景谐波电压的计算,对用户谐波发射水平进行评估。通过对两种方法的评估结果及各自特点的对比分析,总结出两种方法在不同情况下计算谐波阻抗和背景谐波电压时各自的优势和劣势。     

基于故障分量的系统侧谐波阻抗计算方法

提出一种新的基于故障分量计算系统侧谐波阻抗的方法。基于谐波污染等效分析模型,分析了用户侧发生故障时引发公共耦合点PCC处谐波电压电流波动的特点,通过计算PCC点谐波波动伏安特性比来精确计算系统侧的谐波阻抗。仿真分析和现场数据计算结果表明,该方法可以有效避开系统侧引发的公共耦合点谐波电压波动的干扰,从而得到更为准确的系统侧谐波阻抗值。所做研究工作对评估用户谐波发射水平以及划分谐波污染责任有一定指导作用。     

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。     

基于部分岭估计的系统谐波阻抗与谐波发射水平的评估方法

提出了利用部分岭估计原理对电力系统谐波阻抗进行估计的方法,能够有效提高谐波阻抗估计精度。采用由系统侧与用户侧构成的简单等效电路,在公共连接点处测出各次谐波电压及谐波电流。根据回归方程,利用部分岭估计求得回归系数,即谐波阻抗值,其中岭参数结合岭迹法获得,再对用户侧的谐波发射水平予以评估。该法获得的回归系数具有较小的均方误差,并且克服了广义岭估计存在对特征值过度修正的问题。运用Simulink进行仿真分析,结果表明仿真数据与理论分析较为一致。     

基于改进偏最小二乘法的系统谐波阻抗及谐波发射水平估算

提出了用改进的偏最小二乘回归法估算供电系统谐波阻抗的方法.对公共点采样的电压和电流信号进行快速傅里叶变换,得出各次谐波电压和电流分别作为回归方程的因变量和自变量,以系统侧阻抗为回归系数,利用改进的偏最小二乘法求解出回归系数即为系统侧阻抗.该方法克服了传统偏最小二乘法可能漏选有用成分的缺陷.仿真及实例结果验证了利用改进偏最小二乘法估算系统侧谐波阻抗和用户侧谐波发射水平的有效性.     

基于独立随机矢量协方差特性的谐波发射水平评估方法

提出了一种基于独立随机矢量协方差特性的用于估计系统侧谐波阻抗及用户谐波电压发射水平的新方法。根据公共耦合点处谐波电流与系统背景谐波只有弱的联系,利用随机矢量协方差特性抵消偏差量方程中背景谐波变动项,解得系统侧谐波阻抗,并跟踪计算用户谐波电压发射水平。根据模式识别向量相似度原理提出影响因子,用于判别背景谐波变动对估计结果的影响程度。通过对实验电路的仿真和现场测试案例的分析,证明了该方法能有效抑制背景谐波变动带来的估计误差,估计结果更为合理。     

基于中位参数等价权回归法的谐波阻抗分析

为了更好的克服回归法估计谐波阻抗时样本中异常数据的干扰,提出了一种改进算法.通过同步测量公共连接点的谐波电压和电流,将其按照实部虚部进行分解,可以得到以系统谐波阻抗以及谐波电压为回归系数的回归方程.利用中位参数法得到系统谐波阻抗的初步估计,再根据等价权迭代计算谐波阻抗最终估计,进而得到用户谐波发射水平估计.该方法改进了普通稳健回归法以最小二乘解为迭代初值的缺点,具有更好的抗差性,对谐波阻抗的估计更加准确.通过实验分析验证了该方法的准确性.     

考虑系统侧谐波电压波动的光伏接入点谐波发射水平评估方法

随着光伏逆变器的广泛应用,其运行时产生的谐波与接入点系统背景谐波叠加,引起谐波放大甚至谐振问题,评估光伏接入点谐波电压发射水平对于防范谐波问题具有重要意义。与传统的非线性负荷不同,光伏逆变器经过滤波器滤波后接入电网,公共连接点（PCC）的光伏侧谐波阻抗可能不满足传统电网中远大于系统侧谐波阻抗的条件。同时,电力电子设备的不断接入导致系统产生了大量谐波,谐波电压波动逐渐增大。因此,首先根据光伏逆变器、滤波器以及线路谐波阻抗的参数,估算光伏侧谐波阻抗;然后基于逻辑斯蒂回归（LR）对公共连接点的谐波电压、谐波电流数据对进行分类,筛选出系统侧谐波电压基本一致的数据对组,进而通过偏最小二乘法估算系统侧谐波阻抗,减小系统侧谐波电压波动的影响;最后,基于光伏侧和系统侧谐波阻抗的估算,对光伏接入点的谐波电压发射水平进行评估。通过与其他方法仿真对比分析,验证了所提方法的先进性和准确性。     

基于泛正态阻抗云的谐波发射水平估计

提出了一种基于泛正态阻抗云的用于估计系统侧谐波阻抗及谐波电压发射水平的方法。首先,从波动量法的基本原理入手,通过理论分析得出利用波动量比值计算系统谐波阻抗的关键是辨识出更接近于系统谐波阻抗的波动量比值样本;其次,通过对波动量比值概率分布特征的研究,提出其泛正态分布的特征满足正态云模型的适用条件,从而利用逆向云发生器计算云的数字特征;最后,基于云模型的"3En'规则",确定阻抗筛选阈值,进而由筛选合格的样本估计系统谐波阻抗及谐波电压发射水平。对理论模型的仿真和实际工程算例的验证证明所提方法的准确性和有效性。     

一种求解超越方程零极点分布的谐波不稳定分析方法

考虑线路分布参数模型是准确分析风电场谐波不稳定的必要条件,但模型的引入导致谐波不稳定分析面临系统超越方程零极点分布难以求解的问题。基于此,文中首先建立并验证考虑线路分布参数的风电场阻抗模型。其次,提出一种基于Pade近似的超越方程零极点分布求解方法,将指数函数近似为有理分式,仅须选择有理分式阶次,而无须拟合系数。然后,分析不同线路长度和电网强度下,不同线路模型对系统谐波不稳定影响。最后,通过仿真验证所提方法的有效性和准确性。结果表明：线路分布参数不可被忽略,否则将可能导致稳定性和高频谐波放大点分析不准确,甚至遗漏高频谐波放大点。文中所提方法不仅可准确评估系统的稳定性,还可分析系统的谐波放大点。     

基于波形匹配的谐波责任划分方法

为了对公共连接点的谐波责任进行量化,提出了一种基于波形匹配的谐波责任划分方法。首先建立谐波电压幅值与谐波电流幅值的线性回归方程模型,规避了对谐波相角的直接测量。考虑到背景谐波波动会对方程求解带来误差,利用动态时间弯曲距离对关注时间段的谐波数据进行滑动分析,筛选出谐波电压与电流相似度较高的子序列。运用最小二乘法对筛选出的子序列进行回归计算求得系统侧等效谐波阻抗,进而计算用户侧谐波电压责任。仿真分析与实际工程分析的结果说明了所述方法能够抑制背景谐波波动的影响,相比于已有方法具有较高的准确性。     

基于谐波阻抗矩阵约束的系统侧谐波阻抗估计方法

谐波阻抗是谐波治理和谐波责任划分的重要参数,针对背景谐波波动的随机性,考虑基于诺顿等效电路方程的固有特点,提出一种基于谐波阻抗矩阵约束的谐波阻抗估计方法.针对复值信号在复数独立分量分析法的求解过程中存在的相角偏移问题,将谐波阻抗矩阵的结构加入复数独立分量分析的迭代过程中对其分离矩阵进行约束.分别基于符号判别法和比例缩放法解决次序不确定和幅值不确定性问题.所提方法对背景谐波波动适应性强,对数据点需求量少.仿真和实测结果说明了所提方法的正确性和有效性.     

电网单点等值下等效谐波参数计算

提出了一种电网谐波源等效方法及计算等效谐波电压源电压和等效谐波阻抗参数的方法,该方法将每五个采样数据作为一组进行复数域线性回归以求取等效电路的谐波电压和谐波阻抗参数,进而构建了电网的单点谐波等值模型。该方法具有准确度高和稳定度好的优点。以IEEE 14节点系统为算例在PSCAD/EMTDC仿真环境下进行仿真,验证了论文所提出算法的准确性。     

基于秩次回归的系统谐波阻抗分析与谐波评估方法

将秩次回归应用于系统谐波阻抗分析与谐波评估。基于系统和用户的等效电路,可获得系统谐波阻抗、背景谐波和公共连接点谐波的解析表达式。利用在公共连接点同步测量得到的谐波电压、电流数据,将系统谐波阻抗和背景谐波作为回归方程的回归系数求出其最小二乘估计。使用残差秩次得分函数得到基于秩次回归的估计函数。采用最速下降法求取基于秩次回归估计函数的极小值即可获得基于秩次回归估计,并计算出用户谐波发射水平。该方法能够克服样本中异常数据对回归系数的影响,同时对误差项无正态性分布要求。仿真结果证明了该方法的有效性和准确性。     

基于LTS初值的稳健回归的谐波发射水平评估方法

提出了一种基于最小截尾二乘(LTS)的稳健回归的谐波发射水平评估方法。在系统公共连接点测量电压与电流,经过傅立叶分析,利用最小截尾二乘算法估计系统谐波阻抗的迭代初始值。通过反复加权迭代计算最终的系统谐波阻抗估值。利用系统谐波阻抗评估公共连接点两侧的谐波发射水平,从而衡量谐波源对电力系统的谐波危害程度。最后,通过仿真分析验证了该方法的改进效果。与普通稳健回归法相比,所提出的改进方法具有较稳健的迭代初始值,可以有效减小异常值的影响,且具有更强的背景谐波波动适应能力。     

Partially linear model for harmonic contribution determination

Harmonic contribution determination is the premise on which the improvement of power system harmonic management is based. Calculating the harmonic impedance accurately is the key issue in harmonic contribution determination. The fluctuation method is a mature method for calculating the harmonic impedance in engineering applications. However, this method is ineffective when the background harmonic fluctuation is dominant. To make up the deficiency of the fluctuation method, the partial linear regression model for the harmonic impedance calculation is proposed in this paper, and then a two‐stage method is derived for the unbiased estimation of the model. The method proposed in the paper can calculate the harmonic impedance whether or not the background harmonic fluctuation is dominant, and then the harmonic contribution can be determined. The effectiveness of the proposed method is verified by the IEEE14‐bus system simulation and field test. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于级联Ｈ桥变流器的风电网宽频带谐波阻抗测量装置

在风力发电中,风电场电力汇集系统与大电网耦合会引发高频谐振问题并影响电网电能质量,深入研究电网阻抗频率特性具有重要意义。基于主动干预法,向公共连接点注入一定扰动电流,提出了一种风电网宽频带谐波阻抗测量装置解决方案。此方案采用三相级联Ｈ桥变流器作为谐波发生单元,控制部分采用分层控制策略。在100~5000 Hz时,向风电场35 kV公共母线注入不同频率的谐波电流,通过测量注入点处的电压、电流数据,进而获得风电场35 kV端口输入阻抗。提出的测量装置无需整流环节,能够发出幅值和频率均可控的正负序谐波电流,可以获得准确的正/负序谐波阻抗,具有体积小、结构简单、控制可靠的优点。最后详细的Matlab仿真全面验证了系统拓扑及控制策略的有效性。