谐波源检测与识别方法综述

当前电网中的谐波问题日益严重,作者对谐波源的检测与识别方法作了系统的归纳,介绍了目前应用较为广泛的状态估计、谐波功率、阻抗测量、人工神经网络等方法的技术特点和优缺点,以及当前一些相关技术,如小波变换、卡尔曼滤波器、GPS技术等的应用情况和发展方向。     

3种典型间谐波源的间谐波测量及结果分析

论述了间谐波检测装置的研制,介绍了间谐波检测算法(迭代DFT算法)的优点、硬∕软件设计流程、装置的校验方法及实验结果;提出了间谐波记录这一概念,有利于衡量电力系统中间谐波的含量。对3种典型间谐波源进行了间谐波的实际测量工作;分析了间谐波的测量结果,指出由于3个测量点所带的间谐波源负荷不同,所监测到的间谐波成分也各有特点。根据测量结果,指出了IEC61000系列标准在应用中存在的缺陷;并且建议,中国的间谐波标准应该按4个频率段的划分来取不同的间谐波限值。     

基于谐波有功功率贡献量的主谐波源定位

为了准确辨识和定位主谐波源,提出了一种基于谐波有功功率贡献量的方法。该方法综合考虑谐波电压和谐波电流的影响,不仅能够定量地划分各自的谐波责任,准确地判断出主谐波源的位置,而且克服了使用谐波电压贡献量或谐波电流贡献量进行主谐波源定位时存在的局限性。首先推导了系统侧和用户侧单独作用时对PCC处谐波有功功率贡献量公式,然后推广到多谐波源系统中,并建立了通用的数学模型,从理论上实现了对主谐波源的定位。最后以两个非线性用户系统为例进行Matlab/Simulink仿真分析,仿真结果与理论分析相一致,验证了该方法的正确性与有效性。     

多谐波源系统谐波叠加方法的研究

当具有随机相角的非线性负荷投入系统运行时，应考虑谐波叠加的问题，本在一定的假设条件下，应用超值概率叠加方法计算同阶但有随机相角的谐波过限的概率，同时为了求解系统谐波畸变的水平，本导出了一种更为直观的叠加方法－Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ模拟法，通过多交抽样试验，证明它可获得较为满意的谐波估计量。     

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。     

谐波阻抗测量及谐波源识别方法的探讨

针对电网中谐波源识别与谐波责任量化区分这一电能质量研究的基础问题,叙述了谐波阻抗测量的方法以及谐波源识别的研究现状,讨论了各种识别谐波源以及定量确定谐波责任的理论和技术方法,最后对电网中谐波源识别与谐波责任量化区分的发展趋势提出了看法。     

基于广义最小二乘回归的间谐波源识别方法

间谐波阻抗等系统参数对间谐波源的识别有着重要意义。为了克服电压和电流信号中有色噪声影响,首次将广义最小二乘回归法应用于间谐波阻抗等系统参数估计。该方法通过白化滤波器将有色噪声转化成白噪声,然后对转化的数据进行参数估计,从而克服变量与变量之间相关性的影响,与传统回归估计方法相比能够减小间谐波阻抗估计误差。此外,还结合间谐波国标,引入量化指标划分供用电双方的责任大小。仿真及实例分析验证了该方法的有效性。     

基于DFT和群组谐波能量回收理论的谐波与间谐波检测算法

采用离散傅里叶变换(DFT)检测含有频率相近的谐波与间谐波的电网信号时,信号的非同步采样会引起频谱泄露和混叠现象,严重影响了检测精度。针对以上问题,提出一种基于DFT和群组谐波能量回收理论的谐波与间谐波检测算法。首先根据DFT对谐波/间谐波的频谱分析结果判别谐波/间谐波分量数。然后基于群组能量回收理论通过频率偏移量自动调整取样窗口的长度,依次对主要谐波/间谐波周围的溃散能量进行迭代收集。最后通过主要谐波/间谐波周围溃散总能量值将其幅值与频率恢复为原貌,即可得到各分量幅值和频率的精确值。Matlab仿真算例表明,该算法能有效减小因频谱泄露而引起的测量误差,准确测量出邻近谐波与间谐波分量的幅值和频率。     

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。     

多谐波源定位及谐波责任量化区分方法综述

谐波源的准确辨识对推动谐波奖惩机制的有效实施和谐波治理具有重要的意义。随着电网中多谐波源共存的情况日益普遍,一次针对单个谐波源进行辨识的研究思路已不再适用。为此,从多谐波源定位和谐波责任量化区分2个方面入手,对国内外的研究现状进行了归纳与总结。首先,介绍了谐波状态估计的数学模型以及应用该理论进行多谐波源定位的基本原理和具体方法,并指出这些方法存在的局限性;其次,在定义谐波责任指标的基础上,分2类研究场景梳理了多谐波源谐波责任的量化区分方法,并对相关研究的共性问题进行了分析;然后,结合电力电子化配电网中谐波呈现的动态时变特征,阐述了解决上述问题的最新研究进展;最后,提出该领域目前所面临的挑战,对未来需要深入探究的方向做出了展望。     

基于单位功率因数的谐波和无功电流实时检测方法

针对有源电力滤波器中广泛采用的基于瞬时无功功率理论的检测技术的局限性,将功率因数的概念引入有源电力滤波器的控制中,提出了基于单位功率因数(UPF)的谐波和无功电流实时检测技术,对其特性进行了分析。该方法电路结构简单、动态响应速度快、检测精度高。通过仿真研究证实了方法的有效性和可行性。     

基于综合矢量的功率定义及在无功和谐波电流检测中的应用

本文在综合矢量平面上定义了三相电路的有功功率及无功功率 ,以电压为参考 ,直接对三相瞬时电压、电流运算 ,获得三相电流的谐波及无功电流 ,该方法算法简单。仿真结果证明该方法具有满意的检测效果。本文中功率的定义不仅具有明确的物理意义 ,而且适用于谐波及无功电流的检测     

单相自适应检测在三相无功及谐波电流检测中应用

电力有源滤波器作为一种有效的抑制谐波干扰的动态补偿装置,要求对无功电流、高次谐波电流、负序电流等补偿参考电流进行高精度的瞬时检测。根据传统有功功率的定义和自适应干扰对消原理,在仿真分析自适应检测电路的动态特性和检测精度关系的基础上,提出其一个改进的检测电路。改进的检测电路继承了自适应检测电路的优点,而且在保持一定的检测精度时具有更好的跟随性能。同时,在这种改进的单相检测电路基础上,按流入电源电流三相平衡原则,形成三相检测电路,它能适用于三相负荷不平衡时的检测。仿真结果表明了它的可行性。     

基于诺顿等效电路的多谐波源责任划分研究

明确区分多个非线性负载对电网公共连接点(PCC)处的谐波贡献是实现多谐波源责任划分的重要问题。首先采用波动量法将单相不控整流谐波源等效为诺顿等效模型,并通过谐波电流源值与单相不控整流电路的各次谐波电流值近似相等证明了诺顿等效模型的有效性。然后搭建了含有三个谐波源的等效电路,并等效出各自的诺顿等效模型。最后利用等效阻抗计算出各非线性负载各次谐波电压值,利用电压表示的谐波责任指标因子进行多谐波源电压责任分摊。文中方法简单明了且有效,有利于实际配电网含多谐波源责任划分的工程应用。     

电力系统间谐波分析

间谐波是电力系统中一种特殊的谐波。提出了用离散／快速傅里叶变换分析间谐波时应注意的一些问题,指出如何正确识别间谐波和选择适当的信号采样窗宽度。分析了电力系统中各种间谐波源,包括变频装置、波动负荷、铁磁谐振、同步串级调速装置及感应电动机,阐述了间谐波的各种危害,如波形畸变、灯光闪烁及对测量仪表、电动机、功率因数的影响。