基于Monte Carlo的电铁电能质量预测方法

针对电气化铁路牵引负荷具有的非线性、单相独立性和随机波动性的特点,提出一种基于Monte Carlo抽样的电铁电能质量预测方法,从而分析新建电气化铁路对电网电能质量的影响。对于新建的电铁牵引变电所,该方法在适当的边界条件下选取匹配的牵引变电所实测数据作为基础样本,在容量等效后建立其负荷电流的基波及各次谐波的概率分布模型,然后生成一组随机数,以前面得到的概率分布模型为对象,采用Monte Carlo方法进行基波及谐波的抽样,从而得到预测的新建变电所负荷数据,并可结合谐波、负序潮流程序研究其对电力系统可能产生     

基于PSCAD/EMTDC的电气化铁路接入电网的电能质量评估方法

目前电气化铁路接入电网对电能质量影响的建模过程复杂,仿真场景不够全面,针对这一现状,本文提出一种基于PSCAD/EMTDC的电气化铁路接入电网的电能质量评估方法。首先,本文提出一种基于PSCAD/EMTDC的电气化铁路接入电网的仿真模型,其中包含以负荷+谐波源方式表征电力机车的功率特性和谐波特性的等效电力机车模型,该模型以机车出厂测试报告或实测数据为依据,达到简化建模过程的目的;其次,为了使分析过程更全面,提出了结合电力机车的车型、工况、数量组合三个维度的仿真场景设置方案;最后,以深茂铁路为例,对广东省某牵引站带不同电力机车场景进行详细的电能质量评估,有效分析了电气化铁路接入对电网电能质量的影响。     

基于Monte Carlo的电铁电能质量预测方法

针对电气化铁路牵引负荷具有的非线性、单相独立性和随机波动性的特点,提出一种基于Monte Carlo抽样的电铁电能质量预测方法,从而分析新建电气化铁路对电网电能质量的影响.对于新建的电铁牵引变电所,该方法在适当的边界条件下选取匹配的牵引变电所实测数据作为基础样本,在容量等效后建立其负荷电流的基波及各次谐波的概率分布模型,然后生成一组随机数,以前面得到的概率分布模型为对象,采用Monte Carlo方法进行基波及谐波的抽样,从而得到预测的新建变电所负荷数据,并可结合谐波、负序潮流程序研究其对电力系统可能产生电能质量影响.实例表明该方法能够真实地模拟牵引实际物理过程,故解决问题与实际较符合,在工程上具有可行性和实用性.     

电弧炉负荷的三相综合建模与参数辨识

电弧炉是电力系统中的一类典型的非线性负荷,给电网带来了严重的电能质量问题。提出了一种新的电弧炉建模方法,建立了电弧炉三相综合模型。该模型在电弧热学原理的基础上,叠加了负荷波动成分,能够同时反映电弧炉对电网的谐波、电压波动及三相不平衡等影响。在此基础上,将粒子群算法（PSO）应用于实测的电流、电压数据,对模型中参数进行了辨识,辨识结果与实测数据能较好地吻合。研究结果表明该建模方法能有效地反映电弧炉运行特性,同时也验证了该辨识算法的有效性。     

电力负荷特性与气温关系及其预测

以铜仁市电网06年10月-08年9月每日整点负荷和气温数据为基础,分析了铜仁市电力负荷特性,并对日峰荷与三项气温因子的线性相关性进行了分析,最后提出一种基于相似日和多元线性回归的预测模型。实例预测结果分析表明：该模型简捷实用,对铜仁市电网具有较好的拟合和预测效果,可以将其运用于铜仁市电网日常负荷预测工作之中。     

基于支持向量机回归组合模型的中长期降温负荷预测

提出基于支持向量机回归组合模型的中长期降温负荷预测方法。其中,支持向量机模型以多种社会经济数据为输入参数,年最大降温负荷值为输出参数。在训练过程中采用网格搜索法对支持向量机回归模型参数进行优化;回归分析中,综合采用线性、二次和三次多元回归的组合模型;最后利用最优组合预测方法将二者组合。采用广东省2008~2011年实际负荷数据和社会经济数据为训练样本,2012~2014年数据为测试样本,对支持向量机回归组合预测模型进行验证,同时也对2015和2020年最大降温负荷进行预测。结果表明,预测值与真实值的误差控制在5%以下,验证了该中长期降温负荷预测模型的有效性。目前该预测模型已在广东电网得到实际应用。     

基于多源信息的短期负荷混合预测模型应用研究

针对单一负荷预测模型在实时预测中的局限性,建立了以ARIMA(自回归移动平均)模型和人工神经网络模型为基础的混合预测模型。除历史负荷数据信息以外,引入气象数据、用户特征、日期信息等多源信息,探究各类特征值选择对预测结果的影响。某市工业用户的实际应用效果表明,综合ARIMA模型对时间序列趋势的拟合能力和人工神经网络对多源信息的捕捉能力后,建立的混合预测模型具有较好的预测效果。     

基于广义回归神经网络的谐波源建模

提出了一种基于广义回归神经网络采用实测数据的谐波源建模方法。引入电压运行度和功率负荷度概念,通过广义回归神经网络将它们与各次谐波电流幅值之间的非线性映射关系建立谐波源模型。在该模型中,对网络平滑系数进行了优化设计,将最小检测误差对应的平滑系数用于网络训练;对谐波源在不同运行条件下的负荷度-电流特性进行了研究,根据电压运行度和功率负荷度估计各次谐波电流幅值。以某中频炉实测数据为例,结果表明该模型计算值与实测值的误差很小,具有人为确定参数少、训练时间短、精度高等优点,是一种有效的谐波源建模方法。     

基于相空间重构ARIMA和SVR的母线净负荷预测

为实现对含分布式电源母线净负荷的实时跟踪和预测,以分布式光伏并入电网的母线负荷情况为基础,根据净负荷本身固有的线性和非线性属性,提出了基于相空间重构自回归滑动平均(autoregressive moving arerage,ARIMA)和支持向量机(support vector machine,SVR)的母线净负荷预测方法。首先基于历史净负荷数据使用ARIMA建立拟合模型,对净负荷线性成分预测分析,之后用CC法对非线性成分进行相空间重构,利用SVR模型对非线性部分进行预测。数据建模的结果表明,提出的ARIMA-CC_SVR预测模型对含有分布式光伏成分的母线净负荷适用性较强。     

基于函数型非参数回归模型的中长期日负荷曲线预测

提出一种中长期日负荷曲线预测的新方法。该方法首先基于函数型数据分析理论,将日负荷曲线视为函数型数据,通过对历史负荷曲线样本自身规律的挖掘,建立基于历史负荷曲线样本的函数型非参数回归预测模型。在此基础上,通过构建二次规划模型对函数型非参数回归预测模型的预测曲线进行修正,使其满足待预测日负荷特性指标要求。利用某省级电网夏季典型日负荷数据和美国PJM电力公司冬季典型日负荷数据对所提方法进行测试,结果表明该方法具有较高的预测精度。     

新能源电网中的谐波问题

谐波源与新能源电网之间的谐波交互作用对电力系统的可靠运行和新能源的消纳存在潜在的威胁.建立谐波源模型和分析谐波交互影响是抑制谐波振荡、提高电网稳定性和电能质量的技术基础.以建模方法原理和谐波交互影响机理为立足点,对新能源电网中的谐波分析与抑制问题进行综述.首先,按照建模方法的不同原理将谐波源建模分为两大类:机理建模和数...     

一种谐波负荷建模的新方法

精确的负荷谐波建模对于网络谐波分析具有重要意义.文中叙述了负荷谐波建模的研究现状,针对理论上通用的负荷谐波模型,根据函数最佳平方逼近的思想,提出了一种新的参数辨识方法,即利用模型中电压、电流之间的物理关系,通过对电流的最佳平方逼近辨识出相应参数.该算法简单易行,可对各种类型的负荷进行谐波建模.为检验算法的精确度,定义了误差分析函数.该算法与以往算法相比,具有更高的精度,验证了算法的有效性和可行性.最后,讨论了电压、电流的幅值和相角对辨识所得参数的影响.     

基于小波的畸变波形同步分层谐波阻抗估计

针对电力系统中非线性负荷所产生的谐波电流特点,提出应用小波变换处理电能质量扰动信号。突出畸变信号以进行谐波阻抗估计,克服了傅里叶变换无法进行时一频局部化分析的缺陷,提取出局部时间范围内所需频带信号。介绍了其基本原理,以及小波分析窗口的选择和波动量的计算。应用Matlab建立电路模型进行仿真。结果表明该方法提高了系统谐波阻抗估计值的幅值精度。     

基于IEEE 1459标准的非线性负载有功功率测量研究

针对谐波有功损耗测量问题,文中改进了Emanuel功率理论中非线性负载等效模型,并结合基于Emanuel功率理论的IEEE 1459标准中视在功率分解公式,推导了基于改进的非线性负载等效模型的谐波有功损耗测量表达式;利用Matlab仿真分析非线性负载有功损耗的3种测量方式;通过比较得出所提测量方法能更准确方便地测量非线性负载有功损耗。最后,利用电能质量测量仪器,实测某电网10 kV负载谐波含量,结合所提方法计算负载有功损耗,验证了该方法的有效性及其带来的经济效益。     

双馈风电机组中频谐波电流建模与分析

随着风电产业的快速发展与电力电子设备容量的不断提升,双馈风电机组得到了更多应用与装备,其引起的中频段(100~1 000Hz)谐波问题不容忽视。为准确反映双馈风电机组电机内部及其与电网之间谐波的相互影响,需建立可评估双馈风电机组定子侧输出中频谐波电流的等效谐波模型。采用典型矢量控制的双馈风电机组为研究对象,研究了电网背景谐波、脉宽调制死区对双馈风电机组定子侧中频谐波电流的影响机理,建立了包含电网背景谐波、脉宽调制死区并可评估双馈风电机组定子侧中频电流的数学模型。最后,通过3.0 MW双馈风电机组的仿真结果、计算结果和现场测试数据的对比,验证了所建立的双馈风电机组谐波模型的准确性。     

基于瞬时对称分量的负荷谐波建模

为解决现有谐波负荷建模方法存在的缺陷,提出了一种应用瞬时对称分量法进行负荷谐波建模的新方法——首先应用瞬时对称分量变换获得电压、电流的瞬时零序、负序和正序分量并由此建立各序分量的等效电路,然后推导出负荷在相坐标下的数学模型。该建模方法可用于各种类型三相负荷的谐波建模,且简单、快速,能用于在线计算。应用此思路对一三相不对称的非线性负荷进行谐波建模的算例结果表明了此建模方法的有效性。     

Estimation of load model parameters for harmonic analysis

In order to devise countermeasures for harmonic disturbances and harmonic suppression in power systems effectively, it is necessary to develop a harmonic analysis approach with high accuracy. The major harmonic analysis approach is to re‐create harmonic distribution in a power system model by using a simulation method. However, in order to carry out high‐accuracy estimation of the harmonic distribution using the simulation method, after creating a load model which consists of several parameters associated with the measured harmonic impedance, the optimal load model parameters must be determined. So far, appropriate load model parameters have been determined by trial and error. Therefore, a systematic approach to determine the optimal load model parameters is needed to estimate the measured harmonic impedance with high accuracy. In this paper, a determination method for the optimal load model parameters to estimate the measured harmonic impedance is proposed. The proposed method is based on Particle Swarm Optimization (PSO), which is one of the optimization methods using the concept of swarm intelligence. In order to check the validity of the proposed method, the load model parameters estimated by the proposed method are evaluated using test data and field data of Hokuriku Electric Power Co. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 164(2): 44–53, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20415     

基于自适应数字滤波的谐波检测

现代电力系统中,非线性负荷引起的谐波降低了系统对其它电力用户的供电质量,威胁着系统的安全经济运行。近年来发展起来的一种新型补偿措施－－有源电力滤波器,能有效抑制电力系统中非线性负荷引起的谐波污染。对谐波电流的快速准确检测是实现其功能的关键,研究了用于有源电力滤波器的谐波检测手段,在分析现有谐波检测手段的基础上,提出一种采用自适应数字滤波检测谐波电流的方法。这种方法简单,易于用ＤＳＰ实现,能满足有源     

混合型有源电力滤波器的复合电流控制策略

针对电网中非线性负载引起的谐波问题,提出了一种并联混合有源电力滤波器结构。基于此拓扑结构,建立了其数学模型,并设计了基于PI控制策略的电流控制器。针对传统PI控制方法补偿精度受带宽制约,补偿效果不理想的问题,提出了基于重复控制的电流双闭环控制方法,并设计了双闭环电流控制器。仿真和实验结果表明,该控制策略具有很高的稳态补偿精度,能够有效补偿由非线性负载引起的谐波电流。补偿后电网电流THD降低到5%以下,波形近似于正弦波。     

冲击负荷接入电网的电能质量分析与治理方案研究

随着冲击性负荷的日益增多,迫切需要对大量冲击性负荷接入电网时所引发的电能质量问题进行有效的分析。结合重庆电网,提出了分析大量冲击性负荷接入系统时的电能质量评估方法并给出了综合的治理方案。首先基于电流的实测数据建立了冲击负荷的新型拟合模型,并结合ward等值理论和戴维南定理多电势转化方法搭建了重庆地区的等值电网,将冲击负荷模型接入等值电网中,以此为平台研究了多个冲击性负荷接入对重庆电网电能质量的综合影响。针对电能质量超标的情况,分析了提高冲击负荷接入的电压等级、加装滤波器或SVC等治理措施,并结合重庆电网冲击负荷实测电能质量数据提出了治理方案。在PSCAD中搭建了仿真模型,验证了分析结果的有效性和准确度,为冲击负荷接入重庆电网的综合治理提供了理论参考。