基于闪变电压归算的间谐波源识别与物理实现

在系统侧和用户侧同时存在同频次间谐波源时,间谐波源识别中常用的有功功率法和阻抗法可能会给出错误的结论.提出了一种基于闪变电压归算的方法识别间谐波源,该方法通过测量基波等效阻抗、频率修正、相量运算得到各支路等效间谐波源,然后分别计算其作用于公共连接点的电压,同时考虑了不同频率对闪变影响的差异性,因此可以克服传统方法中同频次间谐波源相角差对测量结果的影响,并量化系统侧和用户侧的责任.在理论分析基础上,设计了一套数据采集装置并开发上位机软件实现所提算法.实验分析表明该装置工作可靠并验证了算法的有效性.     

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。     

多谐波源用户的谐波责任分摊的定量分析

提出了一种分步分摊电压电流的谐波责任分摊方法.在考虑滤波器、谐波电压和谐波电流初相角、谐波源用户数目等因素的基础上,对该方法的分摊原理进行了分析,建立了多谐波源用户的谐波电压和电流责任分摊的通用数学模型,并给出了详细的实施步骤;最后,以某3谐波源用户系统为例,建立了PSCAD仿真模型,仿真分析了滤波器投入对谐波责任分摊的影响;结果表明所提方法可很好地分摊多谐波源用户间的谐波责任,大幅提高了谐波责任分摊的精确性.     

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。     

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。     

一种基于谐波阻抗值的谐波源定位算法

为了明确谐波污染责任,提出一种基于谐波阻抗值的谐波源定位方法。以IEC61000-3-6对谐波发射水平的定义为依据,估算出系统侧的谐波阻抗,然后计算用户的谐波电压发射水平,不管三相电压和电流是否对称,该方法都适用;最后,通过一个110 kV的非线性用户系统测试数据验证该方法的准确性,并通过在实验室搭建物理仿真电路验证了谐波源定位算法的可行性。仿真结果表明:该算法能实现精确的谐波源定位,识别扰动来自于电网还是用户,明确划分谐波污染责任。     

基于状态估计法的配网谐波源定位技术

准确进行谐波源定位及合理划分谐波源的污染责任是谐波治理的前提。首先,采用谐波状态估计法对配电网进行谐波源定位;然后,针对配电网的网络结构和用户特点,讨论系统的可观测性和量测点的配置等问题;最后,以IEEE-33节点系统为仿真算例,在配电网中接入多个谐波源,对这些谐波源进行定位和污染责任划分。研究结果表明:谐波状态估计可定量地计算出各个节点的谐波电压和注入谐波电流;同时只要配置的监测满足系统的可观测性要求即可完成比较准确地定位,其结果对于判别谐波污染是否超标、谐波源责任划分和谐波的预警具有指导意义。     

单相桥式整流性负荷谐波责任准确性研究

将电容投切方法应用于估计系统侧和用户侧的Norton等效电路参数,并利用获得的参数对系统两侧各自的谐波责任进行评估。仿真结果表明,电容投切方法能有效地估计系统侧Norton等效电路参数,但很难估计出用户侧Norton等效电路参数,用户侧电流源的误差将直接体现在其谐波电压责任上。通过仿真和实验还表明,应用电容投切方法获取单相桥式整流性负荷Norton等效电路参数并进行谐波责任评估,仍存在准确性的问题。为保证电容投切方法进行谐波责任评估的准确性及可靠地在含大量单相桥式整流性负荷的低压配电系统中广泛应用,确定了通过电容投切方法构造电压和电流波动量的原则。     

谐波源辨识研究的现状和发展

针对电网中正确的辨识和定位谐波源,并确定公共联接点处系统侧与用户侧的谐波责任这一电能质量研究的基础问题,介绍了谐波源的性质及其建模,叙述了谐波源辨识问题的研究现状,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,分析了其发展方向,提出建立一种激励机制下的谐波管理标准来治理谐波污染的必要性,并指出了该方面有待解决的问题.     

基于门限电压法的谐波源定位

为确定系统公共耦合点处的主要谐波源,提出一种基于门限电压进行判断的配电系统谐波扰动源定位新方法。门限电压值可基于系统侧等值谐波源和等值阻抗得出,该值对应于系统侧和用户侧发出相等谐波电流的临界状态。通过直接对比系统公共耦合点处所测的谐波电压与门限电压即可判定出主要谐波源的位置。进一步采用基于随机变量协方差特性的系统参数估计法,有效规避了背景谐波波动对估算结果的影响,从而保证了门限电压法的高鲁棒性。仿真分析和实际算例结果均验证了所述方法的有效性。     

间谐波相序特性的研究

相序是三相电力系统中电压和电流的重要特性。为了认识间谐波的相序特性，文中以两种典型的间谐波源(变频驱动装置和电动机)为例，通过理论分析和实验探讨了它们产生的间谐波的相序。研究表明间谐波可以表现为正序或负序。但是间谐波的相序特性不同于谐波，同一频率的间谐波可以具有不同的相序。一般规律是：间谐波的相序与被调制的系统基波(或谐波)分量的相序相同。如果调制后得到的频率为负值，则间谐波信号的相序将变反，即由正序变负序或由负序变正序。文中的研究成果有助于深入认识间谐波的特性和发展间谐波仿真软件。     

间谐波导致的闪变特征及闪变限制曲线

电力系统中广泛使用的变频装置产生的间谐波导致了不容忽视的电能质量问题--电压闪变。依据白炽灯热平衡方程,对含间谐波电压作用下白炽灯输出光通量的时变波形进行了理论分析。研究表明,高、低频间谐波电压都可能造成白炽灯闪变,且间谐波幅值和频率、与间谐波最靠近的谐波次数及其奇偶性都是影响光通量波动频率和波动深度的因素。基于IEC闪变仪标准和光通量波动特征与电压间谐波分量参数的关系,提出了间谐波的闪变限制曲线。     

电压间谐波分量对荧光灯闪变效应的研究

运用调制理论,对自激式电子镇流器荧光灯在间谐波导致的闪变电压下的功率波动进行理论分析,得到了在电源电压中含间谐波分量时荧光灯的功率响应,建立了荧光灯瞬时功率波动特征与间谐波特征之间的关系曲线。利用Matlab/Simulink软件对该研究对象进行的仿真和实验研究,验证了理论分析结果的正确性。理论分析和实验结果均表明电源电压中的间谐波分量可能导致荧光灯闪变,且闪变频率与间谐波造成的电压波动频率相同。荧光灯瞬时功率波动特征与间谐波特征之间关系的建立,有助于进一步对荧光灯在间谐波电压条件下的闪变效应进行评价方法研究,及其间谐波闪变限制标准的制定。     

基于FFT和小波变换的交直流并联输电系统间谐波研究

运用谐波调制理论,结合开关函数的傅里叶分析,研究了在交直流并联输电系统下,交流系统供电电源含有畸变谐波时,直流线路和交流侧都产生间谐波的机理。给出了整流侧直流电压、直流电流以及交流电流产生的间谐波的一般形式。经过小波变换除去信号中的非稳态分量以后,再使用加窗快速傅里叶变换可以很好地得出其中的稳态分量。通过一个典型交直流并联输电系统数字仿真,同时在供电电源含有畸变谐波的情况下,对交直流系统的电压和电流量进行了间谐波计算。利用傅里叶小波分析综合分析法得到的仿真结果和计算结果相比较,验证了间谐波产生机理的正确性和有效性。     

On the phase sequence characteristics of interharmonics

Phase sequence is an important attribute of voltages and currents in three phase power systems. This paper investigates the sequence characteristics of interharmonic components. Three common cases involving interharmonics are analyzed. These are variable frequency drives (VFD), motors with fluctuating mechanical loads and general fluctuating impedance loads. The results reveal that interharmonics can have either positive or negative sequence and are rarely zero sequence. Its sequence cannot be determined by examining the interharmonic frequency alone. The general rule is that the sequence of interharmonics is the same as that of the supply system harmonic components being modulated. If the resulting interharmonic frequency produced by the modulation process is negative, the sequence of the interharmonic component will change from positive to negative or vice versa. The findings of this paper will help to improve our understandings on the characteristics of interharmonics and can be useful for the development of interharmonic simulation programs.     

电网间谐波分析的包络分解法

从间谐波产生的机理出发,提出一种分析电网间谐波的新方法——包络分解法。该方法的主要依据是：含间谐波的工频信号一定是非平稳工频信号,间谐波信息一定包含在工频信号的包络之中。该方法的关键步骤是：从工频信号中提取包络,对包络进行分解,按特定公式求出各次间谐波的频率、幅值。包络分解法排除了整次谐波频谱泄漏产生的虚假间谐波,基于Matlab的仿真表明,用于实际电网时它提供的间谐波信息更为真实、精确。     

抽水蓄能电站静止变频装置系统的间谐波分析

抽水蓄能电站静止变频装置(SFC)系统中的间谐波问题日益受到重视,将SFC系统模拟为常见的电流型变频器,使用谐波调制理论,并结合开关函数的傅立叶分析,分析SFC在电网侧产生间谐波的机理,建立其简化模型。作为验证,依托某变频调速系统,结合计算机仿真模拟,其对比结果表明了该模型的可靠性,从而可推广到抽水蓄能电站中应用。     

基于AR谱估计和频谱分析的间谐波检测方法

自回归(Autoregressive,AR)谱估计方法频率分辨率高,但不易对间谐波幅值和相位实现精确计算;基于DFT的频谱分析方法能在辨识出各分量频率的基础上计算得到高精度的间谐波参数,但频率分辨率低。为此提出了一种结合这2种方法优势的算法来检测间谐波。首先采用基于最优窗加权修正的Burg算法估计出信号所含分量的大致频率,然后结合软件同步采样后的FFT频谱来分析计算各分量参数。同步采样时基波和谐波无泄漏,可以根据同步采样FFT谱线中只与间谐波有关的谱线来计算间谐波,此时间谐波谱线之间的相互干扰可通过利用间谐波谱线求解与间谐波参数有关的方程组来克服。最后对间谐波所靠近的基波和谐波谱线进行修正,就能保证谐波和间谐波参数精度都较高。实验证明,这种基于AR谱估计和频谱分析的间谐波检测方法能在分辨率和精度上得到兼顾。     

交直流并联输电系统的间谐波研究

针对国内对交直流并联输电系统中间谐波研究多侧重于检测而缺少对其产生机理及应用建模进行研究的现况,运用谐波调制理论,在交直流并联输电系统下,分析和比较系统在正常运行方式下,交流系统发生低频振荡及交流系统含有谐波源3种情况下,交直流并联输电系统产生间谐波的不同情况。同时分析和研究间谐波产生的机理,及其传递行为和相互影响,并提出间谐波产生的数学模型。最后基于Matlab/Simulink软件环境下通过一个典型交直流输电系统数字仿真和所推导数学模型的计算结果进行对比验证,实证该数学模型的正确性和有效性,为间谐波的测量和间谐波的治理提供理论依据。     

一种计及频率偏移的谐波与邻近间谐波估计方法

新能源大规模并网会诱导电力信号中出现关于基波/谐波对称的邻近间谐波对或单个邻近间谐波。对信号中各频率成分进行参数估计时,往往需要获知邻近间谐波的类型以构建准确的计算模型。而当电网频率偏离额定值时,频谱泄露干扰将使该要求难以实现。为此,本文提出一种在频率偏移时依然有效的邻近间谐波类型判据及基于此判据的谐波与邻近间谐波参数估计方法。首先,通过分析频率偏移与泄露谱线的映射关系,抑制基波与谐波的频谱泄露以提取邻近间谐波谱线;然后,通过对比不同类型邻近间谐波的频谱差异,提出利用谱线比值作为邻近间谐波类型判据;最后,基于邻近间谐波类型信息,构建邻近间谐波谱线方程以精准估计谐波及邻近间谐波参数。本文所提方法在频率偏移时仍能准确判断邻近间谐波的类型,并能实现更精准的参数估计,仿真验证了本文方法的准确性。