考虑系统侧谐波电压波动的光伏接入点谐波发射水平评估方法

随着光伏逆变器的广泛应用,其运行时产生的谐波与接入点系统背景谐波叠加,引起谐波放大甚至谐振问题,评估光伏接入点谐波电压发射水平对于防范谐波问题具有重要意义。与传统的非线性负荷不同,光伏逆变器经过滤波器滤波后接入电网,公共连接点（PCC）的光伏侧谐波阻抗可能不满足传统电网中远大于系统侧谐波阻抗的条件。同时,电力电子设备的不断接入导致系统产生了大量谐波,谐波电压波动逐渐增大。因此,首先根据光伏逆变器、滤波器以及线路谐波阻抗的参数,估算光伏侧谐波阻抗;然后基于逻辑斯蒂回归（LR）对公共连接点的谐波电压、谐波电流数据对进行分类,筛选出系统侧谐波电压基本一致的数据对组,进而通过偏最小二乘法估算系统侧谐波阻抗,减小系统侧谐波电压波动的影响;最后,基于光伏侧和系统侧谐波阻抗的估算,对光伏接入点的谐波电压发射水平进行评估。通过与其他方法仿真对比分析,验证了所提方法的先进性和准确性。     

基于无相位实测数据的系统侧谐波阻抗估计方法

系统侧谐波阻抗的准确估计是合理划分谐波责任的前提,已有方法估计谐波阻抗需要公共连接点的谐波电压电流相量信息,但在实际工程应用中,一般电能质量监测仪(如Fluke 1760等)都只提供量测点的谐波电压电流幅值及相互间的相位差而非谐波电压电流相量值,导致已有方法失效。在随机独立矢量法的基础上,提出了一种在监测数据无相位情况下的系统侧谐波阻抗估计方法,该方法只需要公共连接点谐波电压电流幅值及相互间的相位差,而无需谐波电压电流的相位角信息即可估计出系统侧谐波阻抗值,为有效解决工程实测数据无相位难题提供了一条新途径。通过算例仿真分析和工程实测数据分析,证明了所提方法的正确性和有效性。     

基于LTS初值的稳健回归的谐波发射水平评估方法

提出了一种基于最小截尾二乘(LTS)的稳健回归的谐波发射水平评估方法。在系统公共连接点测量电压与电流,经过傅立叶分析,利用最小截尾二乘算法估计系统谐波阻抗的迭代初始值。通过反复加权迭代计算最终的系统谐波阻抗估值。利用系统谐波阻抗评估公共连接点两侧的谐波发射水平,从而衡量谐波源对电力系统的谐波危害程度。最后,通过仿真分析验证了该方法的改进效果。与普通稳健回归法相比,所提出的改进方法具有较稳健的迭代初始值,可以有效减小异常值的影响,且具有更强的背景谐波波动适应能力。     

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SHIBSS方法和数据优选的系统侧谐波阻抗估算方法

针对盲源分离类方法和传统数据筛选方法的不足,提出一种基于盲源分离的移位阻断(SHIBSS)方法和数据优选的系统谐波阻抗估计方法,对公共连接点处的谐波电压和谐波电流的采样数据采用SHIBSS方法分离出系统侧和用户侧谐波发射电流并计算谐波阻抗;针对谐波阻抗筛选步骤,证实了传统数据筛选方法具有失效率高的问题,提出依据数据优选法辨识系统侧谐波阻抗最优解的方法.仿真分析结果表明,与波动量法、线性回归类常用谐波阻抗估计方法及盲源分离类方法中应用较广泛的快速独立分量分析法相比,SHIBSS方法具有更高的估算精度,数据优选方法克服了传统数据筛选法存在的高失效率的问题,所提系统侧谐波阻抗估算方法具有较高的估计精度.     

基于部分岭估计的系统谐波阻抗与谐波发射水平的评估方法

提出了利用部分岭估计原理对电力系统谐波阻抗进行估计的方法,能够有效提高谐波阻抗估计精度。采用由系统侧与用户侧构成的简单等效电路,在公共连接点处测出各次谐波电压及谐波电流。根据回归方程,利用部分岭估计求得回归系数,即谐波阻抗值,其中岭参数结合岭迹法获得,再对用户侧的谐波发射水平予以评估。该法获得的回归系数具有较小的均方误差,并且克服了广义岭估计存在对特征值过度修正的问题。运用Simulink进行仿真分析,结果表明仿真数据与理论分析较为一致。     

采用稳健独立分量分析的谐波发射水平评估方法

为有效评估系统侧和用户侧的谐波发射水平,提出一种采用稳健独立分量分析(robustindependentcomponent analysis,Robust ICA)的谐波阻抗估计及谐波发射水平评估方法。将公共连接点(point of common coupling,PCC)测量所得谐波电压与谐波电流数据的快速变化分量作为混合信号,通过稳健独立分量分析算法解混得到的独立信号与分离矩阵,利用诺顿等效电路方程的矩阵变换求解系统侧谐波阻抗值并进行两侧谐波电压发射水平的评估。利用Matlab软件基于诺顿等效电路及典型负荷曲线进行了仿真分析,验证了文中方法在不同背景谐波波动程度下均取得了优于传统方法的评估结果。工程实例应用亦验证了文中方法的正确性和实用性,具有较好的应用前景。     

基于互信息数据优选的系统侧谐波阻抗估计

谐波阻抗求解是谐波治理和合理谐波责任划分的前提。现有的谐波阻抗估计方法需要满足背景谐波波动小且用户侧谐波阻抗远大于系统侧谐波阻抗的条件。但电力系统中大量电力电子设备的使用导致这些条件可能难以满足。因此,本文提出一种基于互信息数据优选的系统侧谐波阻抗估计方法。首先通过独立分量分析(independent component anal-ysis, ICA)求解系统侧谐波电流,再筛选公共连接点(point of common coupling, PCC)处谐波电流与系统侧谐波电流互信息小的数据段,最后利用所筛数据段所对应的PCC处谐波电流与系统侧谐波电压协方差为零的特性估计谐波阻抗。与现有方法比较,本文所提出的方法在两侧谐波阻抗不满足远大于的情况下系统侧谐波阻抗估计结果更准确,适用范围更广泛。文章通过仿真实验和实测数据分析检验了该方法的有效性。     

基于改进协方差特性的永磁直驱风电场谐波发射水平评估

风机滤波器在某些谐波频率呈现低阻抗,估计谐波发射水平误差大,因此提出基于改进协方差特性估计永磁直驱风电场谐波发射水平的方法。根据风机滤波器和风电场网络结构,聚合各元件阻抗用于简化永磁直驱风电场侧附加谐波阻抗计算。在此基础上,利用改进协方差特性建立了公共连接点处谐波电压和电流的偏差量与系统侧和风电场侧的谐波阻抗的表达式,得到系统谐波阻抗,进而求出谐波发射水平。该方法克服了公共连接点处谐波电流与背景谐波相关性带来的误差。仿真分析和实测数据计算验证了所提方法的有效性。     

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。     

基于独立随机矢量协方差特性的谐波发射水平评估方法

提出了一种基于独立随机矢量协方差特性的用于估计系统侧谐波阻抗及用户谐波电压发射水平的新方法。根据公共耦合点处谐波电流与系统背景谐波只有弱的联系,利用随机矢量协方差特性抵消偏差量方程中背景谐波变动项,解得系统侧谐波阻抗,并跟踪计算用户谐波电压发射水平。根据模式识别向量相似度原理提出影响因子,用于判别背景谐波变动对估计结果的影响程度。通过对实验电路的仿真和现场测试案例的分析,证明了该方法能有效抑制背景谐波变动带来的估计误差,估计结果更为合理。     

基于快速独立分量分析的系统侧谐波阻抗计算方法

提出一种基于快速独立分量分析(FastICA)计算系统侧谐波阻抗的方法。根据系统侧和用户侧谐波源变化近似独立,用FastICA对公共耦合点电压与电流波动的x-y正交分量解混得到独立分量,利用最小二乘法求得混合系数;根据混合系数之间的线性关系,计算系统侧谐波阻抗值。该方法考虑系统侧和用户侧谐波的共同影响,一定程度上削弱了系统侧谐波变化的干扰,在谐波源相角波动较大情况下,具有更高的计算精度,且无需先验数据匹配。仿真分析和现场数据计算结果表明,该方法可以有效抑制系统背景谐波干扰,得到更为准确的系统侧谐波阻抗值。     

基于区间约束的谐波溯源方法

提出一种基于区间约束的公共连接点(PCC)主谐波源溯源方法。以系统侧和用户侧对PCC处谐波电压贡献度的大小作为判断两侧谐波源作用大小的判据,分析两侧谐波电压贡献度随谐波电压电流夹角的变化规律,将测量夹角划分为不同区间,推导出各区间严格不等式约束条件,分别得到判断系统侧和用户侧为主谐波源时的区间约束。利用可信区间去除异常测量数据,提高溯源结果的可靠性。对不同场景实测数据进行谐波溯源分析,结果验证了所提方法的有效性。     

基于修正独立随机矢量的系统侧谐波阻抗估计

随着新能源、电力电子装备的接入,电网中存在大量的谐波源,谐波污染和谐波谐振问题愈发严重。背景谐波波动变大,且用户侧通常装有滤波装置使得用户侧谐波阻抗并非远大于系统侧。系统侧谐波阻抗的准确估计对谐波的管控及谐波谐振分析等具有重要意义,而现有的谐波阻抗计算方法往往需假设背景谐波稳定且用户侧谐波阻抗远大于系统侧谐波阻抗,不符合工程实际,导致估计误差较大。因此,在独立随机矢量法的基础上,文中提出了基于公共连接点谐波电压和电流不同时间间隔的弱相关性来估计谐波阻抗的方法。通过对公共连接点谐波电压和谐波电流的相关性分析,对归一化相关系数设定阈值筛选出弱相关时段,在该时段内不同时间间隔所对应的系统侧谐波电流的相关性恒为弱相关,解得系统侧谐波阻抗。跟现有方法相比,所提方法可用较少的样本点计算出系统侧谐波阻抗,且背景谐波波动和两侧谐波阻抗比变化对所提方法的影响较小,适用范围更广泛。仿真以及工程实测数据的分析验证了该方法的有效性。     

基于改进偏最小二乘法的系统谐波阻抗及谐波发射水平估算

提出了用改进的偏最小二乘回归法估算供电系统谐波阻抗的方法.对公共点采样的电压和电流信号进行快速傅里叶变换,得出各次谐波电压和电流分别作为回归方程的因变量和自变量,以系统侧阻抗为回归系数,利用改进的偏最小二乘法求解出回归系数即为系统侧阻抗.该方法克服了传统偏最小二乘法可能漏选有用成分的缺陷.仿真及实例结果验证了利用改进偏...     

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。     

基于联合对角化法与数据筛选的谐波责任划分

针对背景谐波波动的随机性,为了更加准确地划分谐波责任,考虑到谐波阻抗的符号特性和电力系统中系统侧谐波阻抗远远小于用户侧谐波阻抗的实际情况,在联合对角化法的基础上,提出了一套数据筛选准则。利用联合对角化法对谐波电压和谐波电流进行分解,得到混合矩阵;分别通过符号判别法和比例系数法纠正次序不确定性和幅值不确定性;应用数据筛选准则得到谐波阻抗;根据谐波责任定义式估算谐波责任。对IEEE 13节点系统进行仿真测试和实测数据分析,结果表明：与传统方法相比,所提方法的估算精度和适应性更好。