基于联合对角化数据分离与筛选的谐波阻抗计算

系统谐波阻抗的精确估计对谐波责任划分和谐波溯源有重要意义.提出用联合对角化法(JADE)对公共点(PCC)处谐波电压和电流波动量值进行分离,求得混合矩阵,再通过其中的线性关系计算系统谐波阻抗值.针对数据测量和采集误差,提出用拉伊达准则进行数据清洗,考虑到电力系统稳定运行时系统谐波阻抗不会突变以及其实部为正的特性,在求得...     

数据筛选对多谐波源谐波责任划分的影响

定量划分谐波责任对于电能质量管理具有重要意义.提出一种基于数据筛选进化机制的多谐波源谐波责任划分方法.在传统的线性回归法估算回归系数中,回归模型往往会受到数据中异常值的影响,导致其估算准确度降低.采用格拉布斯检验法剔除异常数据,以避免对回归模型的影响,之后建立多谐波源谐波责任划分等效电路模型,在此基础上通过偏最小二乘法...     

考虑背景谐波波动的谐波责任划分方法

充分考虑背景谐波波动对谐波责任划分的影响,提出用主导波动量法和分位数回归法相结合的方法来进行谐波责任划分。采用主导波动量法筛选用户主导的波动量样本准确地估计背景谐波阻抗,消除背景谐波波动带来的影响。然后将谐波责任划分问题转化为回归方程截距的求取问题,在此基础上,采用分位数回归法实现了背景谐波波动情况下谐波责任的准确划分。所提方法稳健性强,并充分利用了背景谐波电流的波动规律。在IEEE 13节点系统中进行仿真分析,结果验证了所提方法在背景谐波波动的工况下具有准确性高和适应性强的优点。     

基于互近似熵数据筛选的谐波源责任划分方法

针对背景谐波波动影响谐波责任划分准确性的问题,提出了基于互近似熵数据筛选的谐波源责任划分方法。计算谐波电压、电流数据段的互近似熵(Cross Approximation Entropy, CAE)值,利用阈值筛选的方法,保留波形模式相似的数据区段,以达到排除背景谐波干扰的目的。利用M估计稳健回归法对保留数据进行回归计算,规避异常值对系统谐波阻抗回归计算的干扰,实现准确的谐波责任划分。仿真分析结果验证了该方法的准确性和优越性。     

考虑系统运行方式变化的多谐波源责任划分

实际电力系统中，公共连接点（point of common coupling,PCC）处的设备投退、无功补偿设备投切、系统供电方式调整等运行方式变化所引起的背景谐波电压波动与系统谐波阻抗变化具有随机性，导致传统方法准确性受到影响。提出了一种考虑系统运行方式变化的多谐波源责任划分方法。首先，基于相关性分析进行用户侧主导波动数据筛选；其次，基于密度聚类（density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN）算法对系统谐波阻抗数据进行分类；最后，基于背景谐波电压分类迭代的思想实现更为精确的系统侧谐波阻抗估计，并进行后续谐波责任划分。仿真算例结果表明该方法能够较好地抑制背景谐波电压波动和系统侧阻抗变化带来的影响，得出较精确的系统侧谐波阻抗值和更准确的谐波责任划分结果。     

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。     

考虑系统谐波阻抗改变的谐波责任定量划分方法

谐波责任定量划分的关键是谐波阻抗的准确辨识,现有的谐波阻抗辨识研究大都是基于系统谐波阻抗不变的假设,不能完全适应系统谐波阻抗阶段性改变的情况。基于此,提出一种新的谐波责任定量划分方法以适应系统谐波阻抗的改变。首先对谐波电压和谐波电流测量数据进行加窗简化处理,得到系统谐波阻抗的粗估值,利用小波变换模极大值法检测出系统谐波阻抗发生改变的时间,以此对测量数据进行分段处理;然后,对每一段的数据采用稳健整体最小二乘回归对系统谐波阻抗进行精确估计,进而求得每段的谐波责任;最后,采用定义的总谐波责任指标来定量评估谐波源的谐波责任。三馈线系统和IEEE 13节点系统的仿真结果验证了所提方法在系统谐波阻抗改变情况下的有效性和准确性。     

基于复数域偏最小二乘法与等值法的多谐波源责任划分

基于线性回归的谐波阻抗估算方法是常用的谐波阻抗估算方法之一。为确保谐波阻抗估算结果实部与虚部良好的相关性,基于混合建模思想,通过构建复数域偏最小二乘法的准则函数,给出了单因变量复数域偏最小二乘法的严格数学推导及简化求解过程。针对公共连接点处多谐波源情形,基于实测录波数据,通过分析各馈线电流波动量之间的关系,构建了用于筛选关注谐波源谐波电压和电流线性良好数据的指标因子;进而利用复数域偏最小二乘法估算相应的等值谐波阻抗;最终根据所提等值法实现各谐波源责任的定量划分。通过仿真及实测算例验证,体现了所提方法的可行性及有效性。     

基于复线性最小二乘法的谐波责任定量划分

定量划分各主要谐波源在特定母线上的谐波责任是电能质量管理的一项重要任务。该文提出一种基于复线性最小二乘原理的等效谐波阻抗和背景谐波电压计算方法,由此可定量划分谐波源对关注母线谐波责任。不同于传统的将复数实部和虚部分开计算方法,复线性最小二乘法通过直接在复数域内求解误差模的平方和最小值,得到了真实的最小二乘解。在此基础上,利用基于内积理论推导谐波责任定量划分的计算公式,量化了谐波源对关注母线的谐波责任。对IEEE14节点系统进行仿真计算,并与现有方法相比,证明了所提方法计算更简单,结果更准确,易于在工程中实现。     

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。     

基于背景谐波最小波动能量的系统侧谐波阻抗估计

系统侧谐波阻抗的计算是估计谐波发射水平的关键。文中提出了一种基于背景谐波最小波动能量的系统侧谐波阻抗估计方法。利用公共连接点量测数据的波动量构造全息矩阵,形成波动方程,将系统侧谐波阻抗的求解转化为一个最小二范数问题,用Lagrange乘子将等式约束条件并入目标函数中形成最小波动能量目标函数,精确筛选出背景谐波波动最小的波动量样本,从而求取系统侧谐波阻抗。仿真分析与实际工程案例表明该方法在求取系统侧谐波阻抗时可以有效抑制背景谐波的干扰,具有准确性和有效性。     

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...     

基于三点筛选法与偏最小二乘法的系统谐波阻抗估计

针对背景谐波电压波动影响谐波阻抗估计的问题,提出一种基于三点筛选法与偏最小二乘的系统谐波阻抗估计方法。利用各个量测量与估计量之间相角关系,以三点为一组的数据建立方程,根据判别式筛选出背景谐波电压稳定时的公共耦合点测量电压电流数据,然后采用偏最小二乘法来估计出交流系统侧谐波阻抗。仿真算例表明了所提方法的正确性和有效性,可以减少背景谐波电压波动对系统谐波阻抗的影响,相比传统方法估计精度更高。     

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。     

基于混合寻优算法及分离一致性判断的系统谐波阻抗估计

针对独立成分分析方法中源信号非独立性引起的估计误差,提出一种基于混合寻优及分离一致性判断的系统谐波阻抗估计方法。首先对公共连接点谐波电压和谐波电流测量数据进行中心化与白化处理。其次,采用混沌映射获得初试解位置,以负熵最大作为目标函数,采用生物地理学-增强烟花混合算法寻优获得分离矩阵。进一步进行分离一致性判断,得到具有较好独立性的分离矩阵。最后采用最小二乘法计算得到系统谐波阻抗。仿真和工程实例验证了所提方法与其他ICA算法相比具有更好的估计精度。     

对称性和波动性约束的居民负荷谐波发射水平评估

背景谐波或三相谐波不平衡均会影响居民负荷谐波发射水平评估的准确性。基于诺顿和戴维南定理,构建了谐波发射水平评估模型,分析了波动量法在居民负荷配电网谐波阻抗估算中存在的问题及三相不平衡对系统谐波阻抗估算的影响机理,提出了融合谐波主序特性提取和波动系数筛选的系统谐波阻抗估算方法,探索了负荷谐波阻抗等效方法及其估算误差对谐波发射水平估算的影响。仿真和工程应用结果均表明,采用对称性和波动性约束后,估算的系统谐波阻抗95%置信区间显著收敛,谐波发射水平评估结果更加准确。