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。     

基于光伏逆变器实现的无网侧电流互感器谐波补偿方法

配电网中非线性负载日益增多,带来了严重的谐波危害。同时,分布式并网光伏逆变器在配网中应用越发广泛,因此利用其富余容量有效解决电网的电能质量问题,具有重大工程价值。然而受安装位置及接线方式影响,光伏逆变器通常无法通过采样得到电能质量治理功能所需的系统侧或者负荷侧谐波电流。因此本文研究了一种无网侧电流互感器情况下利用光伏逆变器实现谐波补偿功能的方案。通过光伏逆变器朝电网注入特定频率和波形的电流,然后利用阻抗估算的方法得到电网阻抗估算值,再检测系统电压中的谐波分量与之前得出的电网阻抗估算值计算得到网侧谐波电流值,从而进一步通过闭环控制补偿系统中的谐波电流。仿真试验证明,该方案在无网侧电流互感器的情况下,能够实现光伏逆变器的谐波补偿功能。     

基于修正独立随机矢量的系统侧谐波阻抗估计

随着新能源、电力电子装备的接入,电网中存在大量的谐波源,谐波污染和谐波谐振问题愈发严重。背景谐波波动变大,且用户侧通常装有滤波装置使得用户侧谐波阻抗并非远大于系统侧。系统侧谐波阻抗的准确估计对谐波的管控及谐波谐振分析等具有重要意义,而现有的谐波阻抗计算方法往往需假设背景谐波稳定且用户侧谐波阻抗远大于系统侧谐波阻抗,不符合工程实际,导致估计误差较大。因此,在独立随机矢量法的基础上,文中提出了基于公共连接点谐波电压和电流不同时间间隔的弱相关性来估计谐波阻抗的方法。通过对公共连接点谐波电压和谐波电流的相关性分析,对归一化相关系数设定阈值筛选出弱相关时段,在该时段内不同时间间隔所对应的系统侧谐波电流的相关性恒为弱相关,解得系统侧谐波阻抗。跟现有方法相比,所提方法可用较少的样本点计算出系统侧谐波阻抗,且背景谐波波动和两侧谐波阻抗比变化对所提方法的影响较小,适用范围更广泛。仿真以及工程实测数据的分析验证了该方法的有效性。     

基于改进Madaline网络的谐波发射水平估计

为了在公共连接点合理估计系统及用户的谐波发射水平以更好地控制公用电网中的谐波污染,提出了一种基于改进Madaline神经网络的系统谐波阻抗及用户谐波发射水平的估计方法:利用在公共连接点同步测量得到的谐波电压和谐波电流信号,通过改进Madaline网络中的输入层到输出单元的连接权函数,减小了奇异值对连接权的残差平方和的影响,使其具有了良好的稳健性能,并由此映射出系统谐波阻抗,跟踪计算用户的谐波发射水平。通过对实验电路的仿真以及实际工程实测数据的分析验证了该方法的有效性。     

基于SHIBSS方法和数据优选的系统侧谐波阻抗估算方法

针对盲源分离类方法和传统数据筛选方法的不足,提出一种基于盲源分离的移位阻断(SHIBSS)方法和数据优选的系统谐波阻抗估计方法,对公共连接点处的谐波电压和谐波电流的采样数据采用SHIBSS方法分离出系统侧和用户侧谐波发射电流并计算谐波阻抗;针对谐波阻抗筛选步骤,证实了传统数据筛选方法具有失效率高的问题,提出依据数据优选...     

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...     

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。     

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。     

高电缆化率下谐波源谐波发射水平评估方法

城市电网高电缆化率加剧了谐波污染,对于谐波电压含量较高的母线,有必要评估系统侧与用户侧的谐波发射水平.现有方法大多基于系统侧谐波阻抗远小于用户侧阻抗且背景谐波相对稳定这两点假设.但电缆对地电容较大,易引发感容耦合,增大系统侧谐波阻抗.此外,高电力电子化率也加剧了背景谐波波动,传统方法所需的两个假设不再成立.为此,对该领...     

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。     

基于快速近似联合对角化的谐波发射水平评估方法

提出了一种基于快速近似联合对角化(FAJD)估计系统谐波阻抗及计算谐波发射水平的新方法。在直角坐标下,根据谐波诺顿等效电路的基本原理,推导得出公共连接点处谐波电压和电流与系统和用户侧谐波电流源的关系。考虑两侧谐波电流源相互独立的基本条件,利用FAJD方法求得解混矩阵并分离出两侧谐波电流源分量,采用最小二乘法求得混合系数矩阵,对比基本电路方程求得系统侧谐波阻抗的实部和虚部,进而评估谐波发射水平。该方法以公共连接点测量的谐波电压和电流信息为基础,无需先验数据匹配也不要求目标观测矩阵为正交矩阵,因此无需预白化处理,避免引入不必要的误差,具有更高的分离精度和更强的抗背景谐波干扰能力。最后,通过仿真对比分析与实测数据验证了所提方法的可行性和有效性。     

Harmonic current prediction by impedance modeling of grid-tied inverters: A 1.4 MW PV plant case study

Grid-tied inverters are the main responsible for the successful integration of photovoltaic (PV) plants in the power grid. Two important challenges are the integration of power plants based-inverters and their contribution to the power system quality. This work analyzes the features of inverter impedance models when used in harmonic integration studies. It is aimed to estimate the harmonic current contribution as a function of the background harmonic voltages components. Time domain simulations based on detailed and average models are compared with the impedance model developed in frequency domain. In grids with harmonic voltages, impedance models can predict the current distortion for all active power injection scenarios. Furthermore, measurements in a 1.4 MW PV plant connected in a distributed grid are used to validate the simulation based on impedance models during different power injections and harmonic voltage profiles. Results reinforce that impedance models can represent with relatively accuracy the harmonic current emitted by the PV plants at the point of common coupling (PCC). Lastly, a stress test is performed to show how a variation in the harmonic voltage phase angle impacts the PV plant harmonic emission.     

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。     

虚拟同步机接入弱电网的电能质量新问题及谐波抑制方法

对比了VSG和传统电流型并网逆变器（TGCI）接入弱电网下的谐波域模型,发现传统谐波电流抑制方法并不适用于VSG,同时弱电网条件下非线性负载谐波电流和电网谐波电压对VSG谐波输出阻抗的要求是相互矛盾的,进而导致VSG接入弱电网下的问题更加复杂。提出一种阻抗重塑型谐波电流抑制方法来提升VSG接入弱电网的友好性,主要包含无源和有源部分,有源部分是通过公共耦合点（PCC）电压和附加电压两个变量的适当负、正前馈,增加从电网侧到VSG的谐波阻抗,同时还减小PCC到VSG的输出阻抗,有效地解决VSG接入弱电网的并网电流畸变严重的难题。最后,搭建了10 kW的VSG样机平台验证了所提方法的有效性。     

基于阻抗偏差最小判据和改进自适应蝙蝠算法的系统侧谐波阻抗估计方法

针对已有的系统侧谐波阻抗估计方法对背景谐波波动敏感的问题，提出了一种新的系统侧谐波阻抗估计方法。根据阻抗偏差最小判据和改进自适应蝙蝠算法寻优得到最优系统侧谐波阻抗初值，以得到与真实值相近的背景谐波电压估计值。对背景谐波电压估计值进行K-means聚类分析，并依据聚类结果将谐波样本数据分成多簇，使得每簇数据对应的背景谐波波动减少。考虑到谐波数据均为复数相量，采用复最小二乘法分别求取各簇数据的系统侧谐波阻抗估计值，并将其均值作为最终估计值。与已有的方法相比，所提方法更能适应背景谐波波动的变化，且在用户侧谐波阻抗非远大于系统侧谐波阻抗的场景下具有更好的估计精度。多个算例分析结果验证了所提方法的有效性和适用性。     

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。     

高渗透率分布式光伏系统谐波与电压控制

高渗透率分布式光伏发电接入后，对电网谐波、电压波动和闪变产生了不利影响。重点分析了高渗透率分布式光伏接入时电网谐波产生的原理，及传统的αβ轴电网电压前馈控制算法导致的弱电网谐波增大的问题。针对谐波抑制，提出了自适应前馈控制算法，该算法通过智能过渡逻辑作用于dq轴和αβ轴进行前馈控制，可智能识别电网环境，同时结合陷波器高增益特点，达到抑制背景次谐波电压作用于前向通道、减小谐波含量、提高系统的鲁棒性的作用。针对分布式光伏接入带来的电网电压波动及闪变问题，通过调整逆变器群的动态无功响应和无功功率控制能力来有效抑制电网电压波动和闪变，支撑电网，增强电网接入的友好性。     

新能源并网输电电缆谐波谐振分析及抑制方法

光伏发电或风力发电的选址距配电网一般较远,往往需要通过电缆进行连接。由于电缆的寄生电容较大,使得配电网中的谐波电压在长电缆中出现谐波谐振的问题。在电缆线路终端加入电阻可以有效阻尼电缆上的谐波谐振,且最优的电阻值为电缆的特征阻抗。利用分布式能源并网逆变器,在输出基波有功能量的同时,通过有源谐波电阻的控制策略在连续的谐波频率上模拟纯电阻的特性,可以实现阻尼宽频域谐波谐振的功能。文中首先建立了电缆线路的分布参数模型,并且分析了由于新能源并网接入点电压谐波而引起的电缆线路谐波谐振问题。然后,基于有源谐波电阻的思想,提出一种新的谐波电流指令生成方法,可以实现新能源并网逆变器在连续的谐波频率上呈现纯电阻特性。最后,利用仿真和实验验证了理论分析的正确性及所提出谐波电流控制方式的有效性。