新能源接入背景下的谐波源建模方法综述

大量接入可再生能源和逐步采用交直流混合网络已经成为现代电力系统的两大特征,随之而来的电网谐波问题日益突出。在此背景下,谐波源建模方法、谐波溯源方法以及谐波治理方法这三个难点问题越来越受到学术界和工业界的高度关注。综述了目前常见的谐波源建模方法,为电网谐波领域的理论研究和实践提供参考。从谐波源的机理性建模和数据驱动建模两个角度,对目前常见的谐波源时域建模方法和频域建模方法进行了梳理、分析和比较,归纳了各种建模方法的优势和不足,论述了各类谐波源建模方法的适用场景。其中,重点阐述了机理性建模方法和数据驱动建模方法存在的问题,并针对每个问题提出了对应的解决思路。最后,对常见谐波源建模方法的特点进行了归纳总结,对新能源接入背景下谐波源建模技术的发展方向进行了展望。     

三相四线制变流器非典型谐波产生机理探析

变流器接线方式的改变直接影响变流器交、直流侧的谐波频率特征,甚至会出现幅值较大的非典型谐波分量。三相四线制整流电路的实际工作过程可等效为两个半波整流电路的叠加,首先分析了三相四线制变流器的工作过程,推导了其等效解析电路模型。并通过建立半波整流电路的谐波分析模型,推导其交、直流侧的谐波特征,揭示了各次谐波的产生机理。并对实际变频器工程案例的非典型谐波的产生过程进行溯源分析,指出谐波通道的存在是各非典型谐波产生的直接原因,并通过截断谐波通道的方法有效解决了实际工程中出现的较大的3次谐波问题。最后的现场测试结果和仿真实验均有效验证了理论分析的正确性和有效性。     

基于阻抗约束的谐波溯源方法

提出一种基于阻抗约束的公共连接点(PCC)主谐波源溯源方法。根据系统侧阻抗和用户侧阻抗固有特征,结合PCC处谐波电压电流测量信息,采用相量投影法判断系统侧的主谐波源,利用严格不等式制约判断用户侧的主谐波源。对于两侧阻抗性质不同的更复杂情况,采用几何学余弦定理和严格不等式追溯主谐波源,并从谐波源幅值大小和矢量关系加以验证。利用置信区间去除异常测量数据,对多场景实测数据进行谐波溯源分析,结果表明了文中方法的有效性。     

基于谐波能量的配电网谐波溯源方法研究

配电网谐波溯源是配电网谐波管理与污染责任评估的基础。本文从配电网谐波等值电路和谐波存在的3种典型工况出发,以单一用户与供电系统的公共连接点为界,分析了穿越公共连接点的谐波功率与谐波污染源的关系,指出单次谐波有功功率的流向反映了配电网谐波污染源的位置。考虑到谐波源的时变特征,提出了基于单次谐波净能量和总谐波净能量的谐波溯源方法。     

基于AR模型的间谐波检测算法的研究

间谐波是频率介于两个谐波之间的信号.电力系统中间谐波问题日益突出,准确检测间谐波参数具有重要意义.由于传统的FFT算法在检测间谐波方面有一定的局限性,针对该局限性,提出了适合间谐波检测的基于AR模型的现代谱估计方法.介绍了AR模型谱估计的两种递推算法,Burg算法和改进协方差算法,并研究讨论了模型阶数选取、算法谱分辨率及谱抗噪声能力等问题,最后通过一系列仿真,证明该方法能够在较短的采样时间里准确检测出间谐波分量,在同样的采样频率和采样长度下,比FFT算法具有更高的精确度和频率分辨率,而且具有一定的抗噪声能力,在谐波检测方面有着很好的应用前景.     

谐波电压比例标准装置及溯源方法研究

为解决高压谐波电压比例标准的量值溯源问题,将传统的工频电压串联加法扩展应用于电磁式谐波电压比例标准的量值溯源,并基于压缩气体电容器研制了适用于50 Hz~2 500 Hz条件下使用的电容分压器,并完成其不同频率点下的比例量值溯源,经测试,电磁式谐波电压比例标准在50 Hz、150 Hz一直到2 500 Hz十个频率点下的测量误差优于0.02%,宽频电容分压器50 Hz~2 500 Hz测量误差优于0.1%。     

降低配变运行损耗的技术和管理措施

随着用电负荷持续增长,配网负荷随意接入、配变三相负载不平衡、谐波电流超标等问题突出。以红河电网为例,降低配变运行损耗需要从技术支持和管理提升两个层面找到"抓手"。     

电能质量讲座第五讲谐波治理

电力系统谐波是影响电力系统安全、经济运行的重要因素之一.如何有效地抑制谐波,保证电力系统的正常运行是广大电力用户亟待解决的问题.阐述了电力系统的谐波治理方法,并对其原理进行了分析.从产生谐波的非线性负荷以及受危害的电力设备和装置两个方面对谐波治理进行了详细介绍.     

考虑谐波响应率的电能表谐波误差修正

通过对感应式和电子式电能表的计量原理及谐波误差的分析,确定以电能表准确计量基波电能为标准;引入谐波响应率的概念,指出电能表谐波响应率与谐波误差的关系.针对两种电能表对各次谐波的响应特性,结合流经电能表的各次谐波电压、电流的含量和功率角等参数,建立适用于系统实际的谐波响应率模型.借助统计数据计算模型系数,确定谐波响应率表达式,并以此修正电能表所测全波电量,剔除谐波误差,实现准确基波电量的计量.     

城市电网谐波分析及治理对策

为有效治理城市电网谐波,探讨了电网谐波超标原因,应用电流源谐波模型推导分析城网中非线性负荷接入点的谐波响应特性、谐波谐振的必要条件。结合两个典型变电站的系统参数和谐波普查数据计算的结果表明,谐波放大使3次谐波含量超标。改造电容器组,减小谐波放大倍数,可降低谐波水平到限值以下。     

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...     

配电网中谐波源定位方法综述

监测和治理电力系统中非线性负荷产生的大量谐波需检测谐波源并确定其位置,但目前谐波源模型过于简单,尤其实际谐波责任区分问题需要解决,为此综述了谐波源定位的各种方法,包括基于谐波功率潮流方向和谐波阻抗的检测方法,并总结了谐波功率潮流法应用的局限性及其与谐波功率相关的其他方法,归纳了基于判断谐波阻抗的4种方法,指出了波动量法和线性回归法是较有实用价值的方法,分别说明了各种谐波源定位方法的优点和不足之处。最后介绍了基于人工神经网络的识别方法和参考阻抗法及其对这些方法的改进,表明解决谐波源问题的关键是建立统一的标准和理论,分析了谐波源定位研究的发展方向并指出其工程应用有待解决。     

基于区间约束的主谐波电流来源判别方法

针对流过线路元件的谐波电流难以明确来源的问题,提出一种基于区间约束的公共连接点(PCC)主谐波电流来源判别方法。在谐波诺顿等效电路的基础上,分析得出谐波有功功率方向法在一定的区间内是可以完全正确有效的。通过PCC处测量的谐波电压和电流信息,利用电路基本原理和严格不等式约束条件及谐波电流指标基本准则,讨论系统侧和用户侧谐波阻抗基本性质的各类情况,推导得出:主谐波电流来源为用户侧的情况仅根据谐波电压和电流的相角差就可直接判别;主谐波电流来源为系统侧的情况,将两者相角差和简单阻抗条件相结合进行判别。通过多种实际工程场景的测量数据验证了所提方法是正确和有效的。     

电力系统非线性负荷谐波源的仿真分析

从理论上推导出电力系统中的非线性负荷在吸收系统基波功率的同时向系统发出谐波,从而成为系统的谐波源。并从功率方向着手,根据非线性负荷的不同作用机理建立不同的仿真模型分别验证了两种不同类型的非线性负荷谐波功率流向。实验结果表明,非线性负荷使系统电压、电流发生畸变,向系统发出谐波功率,从而验证了理论分析的正确性。     

LED驱动电路超高次谐波发射机理研究

脉冲宽度调制PWM(pulse width modulation)变频器、开关电源等电力电子设备的规模化接入电网,将向电网注入大量超高次谐波,由此产生的电磁干扰问题势必越发严重.对LED驱动电路超高次谐波发射机理进行了深入研究,首先通过对电流控制模式LED驱动电路建模,求解出了MOSFET任意开关时刻,并建立了谐波源等...     

低压断路器检测用谐波源的建模和仿真

为满足低压断路器谐波抗扰度试验的要求,基于电力电子技术,根据低压断路器检测用谐波源的设计要求进行了谐波源的建模与分析。在Matlab/Simulink仿真运行环境下,搭建仿真电路并给出了获取设计参数的方法。仿真结果表明,所设计的谐波源各项技术指标均满足相关标准的试验要求,为谐波源的设计提供了基础性的解决思路。     

闪变扰动源机理分析及其识别研究

识别电能质量扰动源是对电能质量进行研究的较高要求,目前开展的研究大多是针对谐波源的识别.与此同时,对闪变扰动源识别的研究却比较少.本文首先分析了闪变扰动源的闪变机理和闪变分量在电力系统中的传递规律.在此基础上,本文建立了负荷的暂态模型并提出了闪变扰动源识别算法.该算法可以快速有效地识别出供电系统中的闪变扰动源,从而可以找出闪变的责任者,进而为鳃决电压闪变问题提供有益的参考.最后本文用两个简单的算例验证了算法和模型的有效性.     

航空设备三相桥式整流电路的仿真分析

随着机载设备的升级换代,在飞机机载设备的电源电路中大量采用单相或三相桥式不可控整流电路。由于整流电路的非线性特性,给飞机的交流电源系统带来了严重的谐波干扰。文中主要借助于Matlab软件对机载设备电源的三相桥式电路进行仿真分析研究,有助飞机交流电源系统谐波的治理。     

电压跟踪型单相电网有源滤波器补偿特性的研究

首先根据电压跟踪电压源型单相电网有源滤波器的拓扑结构,建立了滤波器系统的数学模型,对无功电流补偿和谐波电流抑制的原理和特性进行了深入研究,确定控制回路设计的两个准则,最后给出实验装置的一组实验波形。实验结果证明了该滤波器无功补偿和谐波抑制的有效性。     

基于ICA和MI的谐波源识别研究

把电力系统谐波源识别问题抽象为盲源分离问题。运用独立分量分析和互信息论,提出了一种电网多谐波源识别的新方法。独立分量分析法用于重构谐波电流,互信息论用于谐波源的定位。为证明所述方法的正确性,运用IEEE39节点建立仿真来识别多谐波源。结论证明在网络参数未知的条件下,所提出的方法能准确识别多个谐波源的位置。