电力系统谐波分析的有效方法

电力系统谐波分析就是计算系统信号的基波和高次谐波的幅值和相角的过程。频域分析法是谐波分析的一个主要数学方法。论述了谐波分析中的频域分析法,定义了谐波源及其对电力系统运行的影响。此外,还讨论了此方法的优缺点,并对以后的发展方向做出展望。     

谐波源的识别及其与非谐波源的分离方法

通过对线性和非线性负荷的电压-电流特性的比较研究,指出了线性负荷和非线性负荷的本质区别在于:线性负荷的谐波电流仅是本次谐波电压的线性函数,而非线性负荷的谐波电流则是各次谐波电压的复杂函数; 应用谐波源的简化模型,在供电电压基波相角为零时,谐波电流的实部和虚部可分别表示为各次谐波电压实部和虚部的线性多项式,且其中由本次谐波电压引起的谐波电流只占很小 的比例。从该原理出发,提出了一种新的谐波源识别方法,它不仅能识别综合负荷中是否含有谐波源,而且能够精确地分出线性与非线性负荷各自吸收的谐波电流。文中还给出了应用最小二乘方法进行识别的具体步骤,并以一个综合负荷的计算与分析结果验证了所提谐波源识别方法的有效性。     

一种新的谐波源简化模型

为了对电力系统中的谐波进行有效的分析和治理，该文提出了一种新的简化模型为表征谐波源的电压-电流特性。通过对周期性电压电流波形的起始时间与其相应的各次谐波分量初始相位之间的关系进行研究，指出谐波源的特性可以由其在基波电压初相位为零的特性所唯一确定。立足于工程实际，提出了一个线性的简化模型来近似表示谐波源在基波电压初相位为零时的特性，在该模型中，各次谐波电流的实部和虚部被表示为各次谐波电压实部和虚部的线性多项式。随的根据基波电压初相位与谐波源特性之间的内在联系，导出了谐波源在基波电压初相位不为零时的简化模型。该模型基于最小二乘逼近进行建模，对几类典型谐波源的仿真计算表明，本模型具有足够的精度，且优于现有的其他模型。     

高压直流输电系统的谐波分析方法综述

分析了用于高电压直流输电(HVDC)系统谐波分析的比较典型和有效的若干方法,如统一基波和特征谐波潮流算法、调制理论、谐波域分析法等,总结了它们的基本原理、实现算法、应用范围及各自的特点,指出了对换流器建模时需要注意的特殊问题,介绍了HVDC系统多谐波源谐波分析的调制迭代谐波分析法及周期时间序列分析法,并对HVDC系统谐波分析以后的发展方向作出展望。     

电动汽车充电站谐波分析

在电力系统中电动汽车充电机为非线性负荷,大型充电站有很多这类充电机,所产生的谐波对电网造成极大的危害,为了抑制谐波以得到较好的电能质量必须对大型充电站产生的谐波进行预测。首先建立单个充电机谐波分析数学模型,利用商用电动汽车充电机收集的数据对谐波电流进行计算,再利用概率统计学大数定律和中心极限定理,建立多谐波源谐波分析数学模型,研究多个电动汽车充电机产生的谐波电流及其概率特性。研究表明,利用概率统计学理论可以预测多谐波源产生的谐波电流。该研究结果同样适用于其他多个非线性负载产生的谐波电流的分析。     

交直流混联输电系统多谐波源的分析方法研究

研究了交直流混合输电系统的多谐波源的分析方法。通过比较现有高压直流系统谐波分析方法．提出了一种适用于交直流混联输电系统多谐波源的新方法调制迭代谐波分析法（MIHA）。该方法将调制理论和迭代谐波分析法（IHA）相结合．不仅合理模拟换流站的非线性行为．解决了交直流系统的接口问题．同时通过迭代使谐波计算更准确。     

基于多因素相关度的下级谐波源查找技术

随着非线性负荷接入电网,谐波污染日益严重,谐波源定位出现困难,为此提出了两种谐波源快速查找技术。基于馈线负荷分类和负荷容量谐波源查找技术,根据不同负荷注入电流期望值与经验负荷特性,给出馈线谐波风险计算公式与行业谐波风险值,快速计算不同馈线的谐波风险。基于基波功率相关度谐波源查找技术使用协方差计算谐波功率与基波功率相关度,根据不同的相关度快速计算各条馈线的谐波风险值。在分析方法的同时,以港前站10 kV实测馈线数据与以上两种方法所得计算结果进行对比,论证了两种谐波风险计算方法具有切实的工程可行性。     

计及谐波功率修正的独立微电网三相潮流计算

以整流装置带负载为代表的非线性负荷是引起微电网谐波的主要因素之一,而微电网中的非线性负荷比例越来越高,在潮流计算过程中必须考虑谐波潮流与基波潮流的相互影响。提出一种计及谐波功率修正的独立微电网潮流计算方法,该方法立足于独立微电网的运行控制特点和三相非正弦条件下的电流物理分量功率理论,将微电网系统模型及整流装置谐波源耦合矩阵建模作为分析基础;通过对分布式电源节点以及整流装置接口的处理,先求解交流基波的三相潮流,再计算各节点三相谐波电压和注入谐波电流,并以谐波功率对基波功率的修正偏差作为潮流计算的收敛条件。算例分析表明,采用上述独立微电网潮流计算及功率修正方法得出的潮流结果与时域仿真结果之间具有较好的对应关系,验证了所提方法的有效性。     

用MATLAB对电网谐波信号检测及谐波补偿进行仿真

依据三相电路的瞬时无功功率理论，推导了谐波电流的计算方法；用MATLAB为仿真工具，介绍谐波源构造、谐波检测、谐波分析及谐波抑制的仿真过程。     

电气铁道三类牵引变压器输入电力系统的不平衡谐波分析

本文通过对电气铁道了Y/Δ-11和V/V牵引变压器三相不对称运行和T接(scott)牵引变压器两相负荷不平衡运行的谐波分析,提出了电气铁道输入电力系统不平衡谐波的序谐波和线谐波电流概念并对上述3种牵引变压器进行了计算。(输入系统的负序(基波)电流用谐波电流统一公式计算)。讨论了各次线谐波和序谐波电流以及负序(基波)电流随供电臂机车电流的变化规律。 文中对上述3种牵引变压器输入系统各次谐波电流的特点和负序(基波)电流的大小作了比较。并将国内外其它几种牵引变压器等效为上述Y/Δ-11或T接牵引变压器,以便利用所述公式计算它们输入电力系统的不平衡谐波。     

电力系统中的高次谐波(四)

四、系统中的谐波电流和电压的测量利用第三节所述的计算方法,可初步估算出非线性负荷在所接入点注入系统的谐波电流及电网内各分支、各节点上由此而出现的谐波电流和谐波电压。但由于计算时,元件的谐波阻抗是由基波的值折算出来的,又忽略了元件固有的一些电容(此电容对高频影响甚大)和电阻,以及各谐波源产生的谐波随机性等等因素,这些估算值是粗略的,可作为非线性负荷投入后对系统影响在质方     

电力系统谐波潮流的一种解耦算法

从电力系统谐波潮流计算的线性算法和非线性算法出发，提出了谐波潮流的一种解耦算法，改变常规非线性算法中将基波潮流与谐波潮流联立迭代的方法，使两者分立求解。其中，基波潮流通过牛顿法迭代求解，谐波潮流通过高斯消元法求解，两者通过功率方程关联，并以此考虑基波与谐波之间的相互影响。文中给出了该解耦算法的原理，程序框图和实际算例。计算表明，该算法具有较高的计算精度，同时明显减少了计算量，节省了内存，提高了计算速度，收敛可靠。     

电压源型换流器稳态等值电路模型

为了计算分析含电压源型换流器(VSC)的电网,基于VSC序分量动态相量谐波分析模型和Thevenin定理,采用电流控制电压源对VSC进行等效,得出了VSC的稳态等值电路。首先,在序分量动态相量谐波分析模型下解析分析VSC稳态运行特性和交直流侧相互作用关系,列写交直流电压电流的代数方程;其次,在代数方程化简的基础上,建立了VSC交流侧基波正序稳态等值电路模型和基波负序与3次谐波正序的联立等值电路模型;最后,利用Thevenin定理,分别建立了不对称下基波负序稳态等值电路模型与3次谐波正序稳态等值电路模型。与仿真计算比较表明,通过电流控制电压源形式构建的Thevenin等效电路能够在稳态条件下等效基波正序分量、基波负序分量和3次谐波正序分量在VSC交直流侧的相互作用,可有效简化VSC的非线性特性与复杂的运行特性,为含VSC电网的稳态潮流计算和谐波潮流计算奠定基础。     

单相电路谐波电流的一种快速跟踪算法

根据非线性负载的等效电路模型,提出了一种基于快速跟踪算法的有源电力滤波器单相电路谐波电流检测方法。使用该方法先计算出产生基波有功电流的电阻部分对应的电导,然后求出基波有功电流,再用负载电流减去基波有功电流,得到实际补偿的谐波及无功电流。该方法能快速跟踪产生基波有功电流的电阻部分对应的电导,特别是当负载电流突变时。理论分析和仿真研究证实了该方法的正确性。     

基于基波磁通补偿和二次侧单调谐技术的无源滤波方法研究

针对电力电子装置谐波源,提出基于基波磁通补偿和二次侧单调谐技术的无源滤波新方法。该方法在谐波源前串联变压器,二次侧以基波单调谐环节作为负载,该环节使得基波电流无衰减通过,而对于谐波电流呈现高阻抗,从而使得变压器一次、二次侧只含有基波电流和谐波电压,电源侧基本不含谐波成分,达到滤除谐波的目的。建立了系统模型并利用Matlab仿真对比分析,结果表明,此无源滤波方法不仅滤除谐波电流效果明显,而且能够有效滤除谐波电压。     

非稳态下电力谐波分析的改进FFT方法

频率偏差以及间谐波等的存在制约了非稳态下电力谐波分析的准确度,而传统FFT算法容易受到频谱泄漏和栅栏效应的影响.分析了余弦函数窗频谱特性,并提出基于余弦偶次幂窗改进FFT的非稳态谐波分析方法.在改进的FFT方法中运用最小二乘拟合法推导信号基波与各次谐波的频率、幅值和相位计算修正公式.仿真结果表明:提出的方法能有效减小基波频率波动以及间谐波的影响、提高谐波参数的计算准确度,适合于非稳态条件下的谐波分析.嵌入式系统应用验证了算法的正确性.     

直接计算法的本质及其检测性能

为了研究直接计算法这种检测有源电力滤波器谐波电流的检测性能,首先根据非线性负载电流的傅立叶级数表达导出基于离散傅立叶级数的谐波电流检测方法;然后证明直接计算法和基于离散傅立叶级数的谐波电流检测方法的计算公式相同,从而证明直接计算法和基于离散傅立叶级数的谐波电流检测方法在本质上完全一致;最后以直接计算法的本质和非线性负载电流的傅立叶级数表达为依据,阐释了直接计算法检测性能的结果,即:当负载电流在一个周期内的采样个数足够大并且负载电流处于稳定状态时,由直接计算法计算的基波有功电流幅值准确;当负载电流处于变化状态时,由直接计算法计算的基波有功电流幅值能够缓慢平滑跟踪基波有功电流真实幅值;若使用一个周期内的采样数据进行计算,则直接计算法的动态响应时间为1个周期;若使用0.5个周期内的采样数据进行计算,则直接计算法的动态响应时间为0.5个周期。     

基波磁通补偿串联混合型有源电力滤波器滤波特性分析

在基于基波磁通补偿的串联混合型有源电力滤波器（APF）中,由脉宽调制逆变器实现了一个受控基波电流源。串联变压器一次侧的系统电源与系统阻抗、无源滤波器和非线性负载共同作用,使串联变压器二次侧端口呈现一个谐波干扰电压,导致逆变器输出电流中含有一定谐波,影响了滤波器的滤波效果。     

含牵引负荷的电力系统三相不对称谐波潮流计算

以国产SS4型电力机车的数学模型为基础,将谐波源作为受控电流源,提出了含牵引负荷的 电力系统三相不对称谐波潮流新算法。其中,基波计算部分采用PQ分解法,并采用稀疏矩 阵和对称矩阵处理技术,利用三相因子表求解,在很大程度上节省了内存,减少了计算量; 谐波计算部分采用节点电压方程,利用高斯消去法直接求解,不存在收敛性问题。基波和谐 波潮流进行分离相关迭代,最终求出各节点的基波和谐波电压以及各支路的基波功率和谐波 电流。算例表明,该算法能有效地节省内存,且收敛性较好。     

工作称职不称职 交给员工来测评

在供电系统中，由于非线性负载，如电力机车、日光灯、气体放电灯、变频空调、可控硅、微波炉等的接入，当正弦波电压施加在非线性电路上时，电流就变为非正弦波，非正弦电流在电网阻抗上产生压降，会使电压波形也变为非正弦波。对于非正弦电压、电流，可按傅里叶级数进行分解，其中频率与工频相同的分量称为基波，频率大于基波频率的分量为谐波。谐波次数为谐波频率和基波频率的整数比，分为奇次谐波和偶次谐波。