基于数据关联性分析的工业用户电能质量特征识别

随着电力电子型用电设备的大量使用，电网公共连接点上干扰源用户的类型和数量越发增多，使得其电能质量扰动指标特征和时空特征更为复杂。针对目前电能质量监测装置难以对每条馈线上各终端用户均实现专门监测，且无法识别馈线上多个用户各自电能质量特征等问题，提出一种基于多源数据关联分析的工业用户电能质量特征识别方法。首先，以指标限值和累积分布图拐点为依据，提取监测点电能质量时间序列的超标和波动的数值及其时段，得到谐波关键指标、电压偏差、负序电压不平衡度等指标的扰动时序数据；其次，提出一种基于导数动态时间弯曲的时序距离计算方法，分析扰动时段下监测指标与工业用户用电数据的相关性，依据不同指标关联度识别用户的电能质量特征；最后，基于多类型干扰源仿真和实测算例，验证所提方法的可行性，可实现不同工业用户的电能质量特征识别。     

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。     

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...     

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。     

基于Emanuel功率理论的多谐波源责任划分

针对传统谐波责任划分方法的普适性问题,从谐波电压、谐波电流以及谐波能量等多角度提出一种适应现代配电网复杂工况下谐波责任综合划分指标.从非线性负荷本质上提出了一种新的电压畸变度指标和电流畸变度指标.规避了背景谐波的影响并解决了投影法存在的分歧,谐波责任划分明确.通过分析电网公共连接点畸变功率与系统功率的内在联系,在Ema...     

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。     

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。     

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。     

基于谐波能量的配电网谐波溯源方法研究

配电网谐波溯源是配电网谐波管理与污染责任评估的基础。本文从配电网谐波等值电路和谐波存在的3种典型工况出发,以单一用户与供电系统的公共连接点为界,分析了穿越公共连接点的谐波功率与谐波污染源的关系,指出单次谐波有功功率的流向反映了配电网谐波污染源的位置。考虑到谐波源的时变特征,提出了基于单次谐波净能量和总谐波净能量的谐波溯源方法。     

考虑谐波严重程度的长时间尺度谐波责任划分方法

针对现有谐波责任划分方法未考虑不同谐波严重程度下责任所造成的实际影响差异,提出一种考虑谐波严重程度的长时间尺度谐波责任划分方法。考虑谐波数值分布与变化趋势两方面因素划分工况,并计算各工况综合权重量化谐波严重程度;基于典型相关性分析原理筛选长时间尺度数据,并根据谐波责任定义式估算谐波责任;结合上述综合权重获取长时间尺度综合谐波责任划分指标;采用仿真算例与实测数据进行验证,与传统方法相比,所提方法可反映各谐波源在长时间尺度下不同次数谐波造成的累计影响,更适用于谐波精准治理与公平奖惩工作。     

基于配电网谐波责任划分的分布式有源滤波系统

随着电力电子装置的广泛应用和多种分布式能源的接入,低压配电网的电能质量问题已日益突出。为改善多馈线型低压配电网公共连接点(PCC)处的电能质量,降低其电压谐波失真,以具有谐波补偿功能的单相光伏并网设备为基本单元,构建了一个分布式有源滤波系统。通过分析低压配电网中各馈线对PCC处电压谐波的责任,对各馈线的谐波补偿任务进行了优化调整。此外,采用基于虚拟谐波阻抗的下垂控制方法,实现了多设备并联时的自主协调,并提出了一种参考PCC处谐波责任的谐波补偿容量分配算法,提升了在输出容量限制情况下分布式有源滤波系统的谐波补偿效果。最后,通过软件对上述模型和控制策略进行了建模与仿真,仿真结果验证了该系统的可行性和有效性。     

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。     

基于多源数据的馈线谐波频谱估计方法

随着分布式电源和非线性负荷的投运规模不断增加,电网谐波污染愈加严重和复杂,有必要对各馈线谐波电流进行监测。但基于经济性考虑,对变电站所有馈线均进行谐波电流监测并不可行。针对上述问题,提出了基于多源数据的馈线谐波频谱估计方法。该方法基于电网现有电能质量监测系统、调度系统、营销业务应用系统等多源数据,只需对母线谐波电压和进线谐波电流开展监测,即可估计出变电站所有馈线的谐波电流情况。首先,根据馈线谐波电流的相量运算关系和功率关系构建馈线谐波频谱估计的目标函数。其次,基于多源数据利用改进粒子群算法求解目标函数,进而得到各馈线的各次谐波电流含有率及馈线谐波电流间的相角差,实现了各馈线谐波电流频谱的估计。最后,通过仿真算例和实测算例验证了方法的可行性。算例表明该方法仅需在变电站母线处安装一台电能质量监测终端,结合现有业务系统的基本电气数据等信息,可实现馈线谐波频谱的估计,有助于节约变电站监测装置的配置成本。     

基于子空间动态系数回归的系统谐波阻抗估计方法

系统谐波阻抗的准确估计是实现谐波责任定量划分的关键。新能源并网场景下用户侧谐波阻抗并非远大于系统侧谐波阻抗,现有估计方法精度降低甚至失效。文中提出一种基于子空间分解和动态系数回归的系统谐波阻抗估计方法。通过小波包分解将公共连接点(PCC)处谐波电压与电流的观测信号分解成多个子空间,并根据互信息值筛选出解释变量相关度最弱的子空间,以降低解释变量间相关性对回归分析的影响;考虑到网侧谐波波动会干扰PCC处谐波电压与电流间的相关性,将网侧谐波电压视作动态系数,并通过动态系数回归法求解系统谐波阻抗,以降低网侧谐波电压波动对估计结果的影响。仿真分析的结果表明,相比现有方法,所提方法拥有更好的估计精度与鲁棒性。     

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。     

谐波责任评估指标及应用

随着电力电子等非线性类设备的广泛应用和经逆变器接口的分布式电源接入,谐波问题更加引起人们的关注。在畸变的电力系统中,明确公共连接点处供电侧和用电侧各自应分摊的谐波责任,是谐波污染治理的前提。本文首先讨论了谐波分责的物理含义,简要分析了传统谐波责任评估指标的特点及存在的问题;然后,重新定义了谐波电压和谐波电流责任划分的原则,进一步提出新的谐波责任评估指标;最后,结合谐波分析等值电路,系统地给出了实际运用中谐波责任定量评估的总体流程,并通过IEEE14标准测试系统的仿真验证了谐波责任划分原则的合理性以及谐波责任评估新指标的可行性和有效性。     

The location of a resistive shunt harmonic impedance along a distribution feeder and its influence on harmonic propagation

Although complete compensation is only possible using true active filters, resistive shunt harmonic impedances (SHI) have been shown to provide a considerable reduction of the harmonic propagation. In this paper, the harmonic mitigation potential of a resistive SHI is discussed concerning its influence on the voltage distortion profile along a typical distribution feeder, with the location of the SHI along the feeder as a parameter. Although the distortion values are dependent on the SHI location, it is shown that the end of the feeder is generally a good location to install the SHI, especially when the power system parameters can vary or are unknown. Calculations are performed on a typical radial distribution feeder. Both the power factor correction capacitors and the non-linear loads are concentrated in single nodes. The linear loads are disconnected to obtain the worst case for the voltage distortion. Also some measurements on a scale model of a typical distribution feeder are done and the experimental results confirm the results obtained from simulations.     

计及风电场侧谐波阻抗影响的谐波发射水平评估

风机滤波器和无功补偿装置导致风电场侧谐波阻抗并非远大于系统侧谐波阻抗,因此在计算风电场侧谐波电压发射值时,不可忽略风电场侧谐波阻抗的影响。提出一种基于改进复线性回归方程的风电场谐波发射水平评估方法。从公共连接点(PCC)谐波电压中分解出与回归方程系数无关的风电场谐波电流分量,据此建立复线性回归方程,采用复最小二乘法计算系统侧谐波阻抗,计及风电场侧谐波阻抗计算风电场侧谐波发射水平。针对风电场集电网络拓扑结构的多变性,提出一种集电网络聚合等值方法,将混联结构的集电网络聚合为T形结构的网络计算风电场侧谐波阻抗,并利用分散参数的误差边际效应对误差进行分析。仿真和实测数据验证了所提方法的有效性。     

基于无相位谐波监测数据的谐振源辨识方法

针对电网中大量谐波监测数据因缺乏相位信息难以实现电网谐振监测的技术难题,提出了一套计及主导系数、相关系数及敏感度指标的电网谐振源辨识方法。首先,基于多谐波源谐振分析模型,分析了谐振状态下谐波参数的相关特性与回归特征,提出了计及主导系数的强主导谐振状态判别方法。其次,论证了强主导谐振状态下的谐波阻抗特征及数据特征,构建了融合机理模型和谐振数据特征的电网谐振状态及谐振源辨识方法。最后,基于建模仿真和工程案例验证,在背景谐波对母线谐波电压贡献率小于20%的工况下,敏感谐振支路和敏感谐波源的耦合谐波阻抗测量偏差小于2%,所提方法能够准确辨识谐振状态及谐振源。