谐波源责任划分技术的工程应用

基于线性回归的谐波源责任划分方法大多数是在电压和电流瞬时值的基础上完成的,与目前电能质量日常监测系统主要提供电压、电流有效值等统计值的现状不符。针对这种现状,提出了一种基于母线处短路容量以及可测量的电压和电流参数的可用于工程上近似估算多谐波责任划分的方法。该方法基于电能质量测试设备,获得关注PCC处的电压和各谐波源用户及系统侧对应的馈线电流数据。通过傅里叶分解分别得到PCC处进出线的基波、谐波电压,通过各谐波源单独作用时在PCC处电压上的投影作为谐波责任划分的依据。同时将该方法应用于电能质量监测分析系统的研发,实现了PQDIF格式转换功能以及谐波源辨识功能。     

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。     

一种系统总谐波阻抗的计算方法及其应用

谐波责任划分是实施奖惩方案的前提,为此提出了一种"总谐波阻抗"的概念估算各谐波源的谐波责任。首先,基于等值电路建立等效数学模型,定义总谐波阻抗。采用叠加原理将PCC点的谐波电压拆分为各个谐波源单独作用时在PCC点引起的谐波电压,通过估算总谐波阻抗计算用户侧各谐波源在PCC点产生的谐波电压,将各谐波电压在PCC点谐波电压上的投影作为评估指标,估算各谐波源的谐波责任。由于谐波源的理论电流在实际中无法测量,本文利用馈线实际电流代替谐波源理论电流计算总谐波阻抗,并探讨了由此引起的幅值误差和相位误差。最后进行仿真验证,结果表明,所提方法提高了谐波责任划分的准确度。     

基于谐波有功功率贡献量的主谐波源定位

为了准确辨识和定位主谐波源,提出了一种基于谐波有功功率贡献量的方法。该方法综合考虑谐波电压和谐波电流的影响,不仅能够定量地划分各自的谐波责任,准确地判断出主谐波源的位置,而且克服了使用谐波电压贡献量或谐波电流贡献量进行主谐波源定位时存在的局限性。首先推导了系统侧和用户侧单独作用时对PCC处谐波有功功率贡献量公式,然后推广到多谐波源系统中,并建立了通用的数学模型,从理论上实现了对主谐波源的定位。最后以两个非线性用户系统为例进行Matlab/Simulink仿真分析,仿真结果与理论分析相一致,验证了该方法的正确性与有效性。     

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。     

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。     

基于监测数据相关性分析的用户谐波责任划分方法

针对传统谐波责任划分方法无法实现长时间尺度的动态责任划分,需要专门量测,无法利用现有监测系统数据,以及无法划分同一馈线各用户谐波责任等缺点,提出一种基于监测数据相关性分析的用户谐波责任划分方法。首先,计算电能质量监测系统中谐波电压数据序列与用电信息采集系统中各用户平均有功功率数据序列的典则相关系数,将公共连接点谐波责任划分为背景谐波责任与所关注用户谐波责任;其次,计算谐波电压与各用户有功功率的动态扭曲相关系数,用于反映各用户用电行为与公共连接点谐波电压畸变的关联关系;最后,构造并计算同时考虑关联关系、用户用电容量的长时间尺度谐波责任划分指标。利用实际监测系统中的数据验证了所提方法的有效性和实用性,能基于现有监测数据实现馈线上每个用户的长时间尺度动态谐波责任划分。     

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。     

基于相位角平衡的有源电力滤波器研究

针对并联型有源电力滤波器 ,提出一种新的控制算法来消除非线性负载产生的谐波。通过使负载电流基波正序分量偏移电源电压的相移等于输入电流的相位角 ,来使得电网中的电流不含有谐波分量。利用DSP (数字信号处理器 )作为硬件控制平台可以使该算法得以实现。该方法不需检测网侧的电源电压 ,具有较好的实用价值。     

基于最小二乘支持向量机的谐波源建模

综述了现有的各种谐波源模型,提出一种基于最小二乘支持向量机的谐波源建模新方法,以供电端基波电压和负荷特征参数作为输入、各次谐波电流的幅值和相角作为输出进行训练,建立模型。算例计算表明,模型输出谐波电流与实际仿真结果基本一致,使用上述方法建立模型速度快、精度高,是一种有效的谐波源建模方法。     

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。     

基于谐波功率法的污染责任分摊

综述了谐波源定向方面的研究成果,研究了谐波电压和谐波电流两个指标进行谐波污染责任分摊时存在的局限性,并综合考虑电流和电压对污染责任的影响,提出了基于谐波功率法的责任分摊方法。在理论上证明了谐波功率法的合理性,进而推广到多谐波源系统中。仿真分析验证了谐波功率法进行谐波污染源责任分摊的正确性。     

混合型无功与谐波补偿装置的结构及其指令电流的生成方法

文中提出了一种基于有源电力滤波器和无源电力补偿器的混合型无功与谐波补偿装置HRPHC(Hybrid Reac-tive Power&Harmonic Compensator)。HRPHC具有有源电力滤波器(APF)和无源电力滤波器(PF)两者的优点,有补偿速度快、精度高、容量大的特点。在分析HRPHC结构的基础上,对其控制方案作了研究;并基于一种从畸变和不对称的电源电压中提取基波正序电压的快捷方法,构造了指令电流的生成方法,能够满足正序无功、负序电流和谐波电流综合补偿的要求。仿真结果证明了该策略的有效性。     

电网参数变化条件下的谐波状态分段估计方法

针对电网参数变化情况下谐波状态难以准确估计的问题,提出一种谐波状态分段估计方法。首先建立基于独立分量分析法的谐波状态分段估计模型,引入数据段重叠方法减少对历史谐波电流数据的需要,在使用重叠段的基础上,选用相关系数矩阵确定谐波电流次序,利用目标方程最小化法确定谐波电流幅值。接着利用历史谐波电压、电流数据进行统计实验,通过相关系数和方差两个指标确定合适的谐波数据分段长度,通过误差确定合适的重叠段长度,并给出电网参数变化的判据,最后通过二分法判定电网参数变化的数据区间,以实现在电网参数变化时修正估计结果。在34节点馈线系统上的仿真结果表明,所提出的谐波状态分段估计方法能够在电网参数和谐波源数目变化的条件下实现谐波状态的准确估计。