多谐波源条件下的谐波污染责任划分研究

电网中各母线的谐波电压是所有谐波源共同作用的效果,因此准确区分各主要谐波源在特定母线上的谐波贡献对划分谐波污染责任有着重要意义.首先分析并指出区分各谐波源谐波贡献的关键在于准确计算谐波源节点与所关注母线间的谐波互/自阻抗,在此基础上提出一种"非干预式"的谐波贡献划分方法.该方法以各谐波源注入谐波电流中的快速变化分量为工具,根据独立随机矢量的统计特性,抽取出各谐波源节点与关注母线间的谐波互/自阻抗,最后根据计算所得阻抗值分别计算出各谐波源对关注母线的矢量贡献和标量贡献.对IEEE 14节点的系统进行仿真,结果表明该方法可很好地区分各谐波源在特定母线上的谐波贡献,大大抑制了其他谐波源的波动对谐波贡献划分的不利影响,同时也为谐波污染的责任划分提供了新的依据.     

基于正交匹配追踪算法的谐波源定位方法

为了在系统非全局可观时,仍能对节点注入谐波电流进行估算,对电网中的谐波源进行有效定位,文章提出了一种基于正交匹配追踪算法的谐波源定位方法。提出方法根据已知量测量和量测矩阵,基于压缩感知理论中的正交匹配追踪算法对欠定的系统谐波状态方程进行求解,估算了节点注入谐波电流,实现了系统一定程度非全局可观时的谐波源有效定位。通过与其他方法的仿真对比分析,验证了在改变谐波源数目和位置以及考虑测量误差时,提出方法具有更好的定位效果,说明了提出方法具有较高的适用性和抗干扰能力。     

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。     

一种谐波阻抗未知条件下的谐波源定位方法

针对谐波阻抗难以准确获取的情况,提出种谐波阻抗未知条件下的谐波源定位方法。通过可观性分析及象征导纳矩阵,得到量测配置点。将谐波电压作为量测量,采用独立分量分析算法对谐波电流进行估计。通过次序辨识算法解决谐波源电流估计的序列问题,且根据目标函数小值的寻优,对谐波源位置进行定位。为验证提出方法的有效性,在IEEE-14节点系统上进行了仿真测试,通过方差、相关系数2个评价指标得知,提出的方法能对谐波源进行准确估计和定位。     

一种无须求解谐波转移阻抗的分散式多谐波源责任量化方法

现有分散式多谐波源责任量化方法均采用谐波源等值电路(常用诺顿等效模型)的外部端口电流(统称为"谐波源端口电流")来计算该谐波源对关注母线的谐波贡献度。由于谐波源端口电流受基尔霍夫定律约束,只要电网中某谐波源端口电流发生变化,所有谐波源对关注母线的谐波贡献度会随之改变,但该电流通常是谐波源和背景谐波耦合作用的结果,由此计算的谐波贡献度不能真实反映该谐波源的发射水平。基于此,文中运用谐波源电流本身而非谐波源端口电流来计算谐波贡献度,所提方法直接计算各谐波源对关注母线的谐波电压矢量贡献,而无须求解各谐波源对关注母线的谐波转移阻抗,减少了误差累积效应,可更为公平合理地反映各谐波源责任。仿真和实验算例验证了所提方法的有效性和准确性。     

基于改进稀疏表示法的谐波源定位

针对谐波源随机分布及非谐波源节点存在干扰电流的状况,提出基于改进稀疏表示法的谐波源定位。通过稀疏表示将最小二乘建立的谐波状态估计量测方程转化为线性优化问题,并对量测节点的选择进行调整,进而根据谐波注入电流估计结果判断谐波源的位置。在IEEE 123节点模型的基础上,将其与基于最小二乘法及稀疏表示法的谐波源定位进行对比。结果表明,所提出的方法具有定位准确、抗干扰能力强的优点。     

基于改进稀疏表示法的谐波源定位

针对谐波源随机分布及非谐波源节点存在干扰电流的状况,提出基于改进稀疏表示法的谐波源定位。通过稀疏表示将最小二乘建立的谐波状态估计量测方程转化为线性优化问题,并对量测节点的选择进行调整,进而根据谐波注入电流估计结果判断谐波源的位置。在IEEE 123节点模型的基础上,将其与基于最小二乘法及稀疏表示法的谐波源定位进行对比。结果表明,所提出的方法具有定位准确、抗干扰能力强的优点。     

背景谐波波动情况下的谐波责任定量计算

谐波污染给电力系统带来多方面的危害,对污染责任进行定量划分已经成为电能质量管理中刻不容缓的问题。已有文献主要针对背景谐波不变的情况,而实际中背景谐波是随时间发生变化的。文章提出了细分复数域极大似然估计方法,实现了在背景谐波波动情况下等效谐波阻抗的准确计算,并进而定量确定关注谐波源对特定母线的谐波污染责任。通过将波动的背景谐波细分成变化分量和近似不变分量,推导得到了以矩阵语言表达的细分复数域极大似然估计方法。对IEEE 14节点系统进行仿真,结果表明所提方法在背景谐波波动情况下计算关注谐波源对特定母线的谐波污染责任是有效的。     

基于信息熵的多谐波源定位研究

针对复杂配电网中缺少有效划分非线性负荷谐波污染责任和不能准确确定主谐波源位置的状况,提出了一种基于信息熵的多谐波源定位方法。通过支持向量机进行谐波分离,获得测量量的各次谐波数据。接着利用B样条法对测量数据进行概率密度估计,从而计算出母线电压与各支路电流的互信息值,根据互信息值的大小来确定主谐波源位置。通过对典型配电系统在ATP(选择性暂态程序)软件中仿真分析,所提方法具有定位准确、能够进行实际谐波责任区分的优点。     

供电网络谐波潮流计算

介绍一种含有多个不同谐波源地区供电系统的谐波潮流计算的实用方法，针对天水地区供电网主要谐波源进行了测量，统计分析了天水地区电网各谐波源的特点及谐波含量，针对地区供电网的特点确定供电网元件的数学模型，利用序分量法进行供电网络谐波潮流的计算，最终给出系统中电压，电流的不平衡率及各节点的谐波电压畸变率和各支路通过的谐波电流的含有率，对计算结果和测量结果进行比较，表明该方法对了解含有多个不同谐波源地区的供电系统谐波分布是一种行之有效的方法。     

基于特征集重构与多标签分类模型的谐波源定位方法

传统基于谐波状态估计的谐波源定位方法需要专门的同步相量量测装置,工程应用受到限制。为此,基于电能质量监测装置所采集的非同步量测数据,提出了基于特征集重构与多标签分类模型的谐波源定位方法。利用监测数据的充分统计量来挖掘量测时段的谐波信息,同时利用标签特定特征学习算法重构特征集,从而消除冗余特征以及无关特征对于谐波源定位精度的影响;提出基于邻接矩阵以及灵敏度分析的测点配置方法,结合电路网络拓扑信息实现测点的优化配置;提出基于改进极限学习机的谐波源定位方法,该方法以重构特征集为输入,建立多标签分类模型,实现谐波源定位。通过仿真与算例分析,验证了所提方法的可行性及有效性。     

基于概率预测与谐波潮流的配电网谐波源识别方法

为解决配电网中谐波源的位置和数量的信息不明确的问题,提出了一种谐波源识别方法。该方法首先采用灵敏度指数对谐波测量装置的选址进行优化,然后采用基于遗传算法优化的支持向量机概率预测算法对母线含有谐波源的概率进行计算,最后使用谐波潮流对识别结果进行验证和进一步的分析。为评估该方法的可靠性和有效性,该方法在IEEE-13节点系统上进行了仿真分析。仿真结果说明了算法的有效性。     

基于谐波功率分解的奖惩性电能计量方法

为了合理地计量谐波电能,提出了一种基于谐波功率分解的奖惩性电能计量方法。根据谐波电压、电流采样数据采用复线性最小二乘法估算谐波等值电路参数,然后通过谐波功率分解求解系统谐波功率和用户谐波功率,基于奖惩性计量模型即可得到奖惩性谐波功率。该方法考虑了公共连接点处谐波功率的分解,能够更合理地计量典型工况下的谐波功率。最后以IEEE14节点系统为例进行仿真分析,结果验证了所提方法的合理性和实用性。     

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。     

基于改进生成对抗网络的谐波状态估计方法

传统的基于最小二乘法的谐波状态估计受到量测装置少、精确的谐波阻抗获取难、网络拓扑结构复杂以及电网运行方式变化等因素的限制,造成量测方程欠定、系统非全局可观以及节点间耦合关系难以准确提取等问题。文中提出了一种基于改进生成对抗网络的谐波状态估计方法。该方法基于pix2pix谐波状态估计网络拟合监测节点与目标节点间的耦合关系,利用采集的历史谐波数据,对模型进行批量训练,通过训练之后的生成网络估算目标节点谐波电流、谐波电压幅值,实现基于数据驱动的谐波状态估计。在加噪环境下对模型进行测试,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

基于小波分析的电网谐波监测系统研制

文章从电监会颁布的《居民供用电合同》的背景和供电企业需要对电网谐波进行治理的角度出发,针对电网中缺少谐波监测系统的现状,提出了建设电网谐波监测网络的问题。文章主要阐述了电网谐波监测网络的组成,设计了基于USB接口高速传输的采集测量硬件系统;其次在软件设计时作者提出了信号分析方法,特别是在对电网谐波进行分析时采用了小波分析算法,另外根据实际中需要大容量存储数据的问题提出了解决的策略,从而最终完成了谐波监测装置的研制和谐波监测网络的组建。     

基于IEEE Std.1459-2010非基波视在功率的主谐波源定位

理论分析目前主谐波源定位方法判断依据的差异性,提出了一种基于IEEE Std. 1459-2010非基波视在功率的主谐波源定位方法。分析了目前常用的谐波电压指标、谐波电流指标和谐波有功功率指标,认为它们的判断依据不同是导致主谐波源定位结果出现矛盾的根本所在,指出目前的问题所在是对于主谐波源定位没有一个固定的判断标准,并认为谐波有功功率指标用来评价谐波责任并不全面。通过计算系统和谐波源用户占用PCC点容量情况,从视在功率的角度对于主谐波源进行定位,更加全面准确。最后通过MATLAB/Simulink仿真软件中,在多谐波源存在的情况下,验证了该方法的有效性。     

基于DSP算法的谐波功率测量仪的研究

介绍了一种谐波功率测量的数字信号处理算法。通过在采样间隔中的迭代运算可计算出电压电流的频谱,进而可实时计算出谐波功率,这种算法比传统的FFT算法实用、效率更高。最后描述了采用DSP及FPGA等集成电路实现上述测量算法的谐波功率测量仪的系统设计原理。     

基于自适应容积卡尔曼滤波算法的电力系统动态谐波状态估计

由于传统的谐波状态估计的参数辨识算法要求噪声的协方差矩阵固定不变,而实际工程中噪声的协方差矩阵是随时间变化的,工程中存在错误的量测数据,导致传统参数辨识算法估计的谐波电流参数的准确度较低。因此,提出自适应容积卡尔曼滤波算法来提高辨识谐波电流参数的准确度。首先,针对时变噪声干扰,采用基于渐消记忆指数加权法的噪声估值器算法生成时变噪声的协方差矩阵;其次,针对错误的量测数据,采用开窗估计算法修正错误的量测数据;然后,将修正的噪声协方差矩阵和量测数据代入容积卡尔曼滤波算法中,对谐波电流参数进行估计;最后,搭建IEEE 13节点系统仿真模型,验证了自适应容积卡尔曼滤波算法在时变噪声干扰及量测数据错误情况下仍可准确地估计谐波电流参数,确保了动态谐波状态估计的准确性。