基于谐波畸变功率的谐波源定位研究

供电网公共连接点处主谐波源的定位,是对谐波污染采取合理抑制措施的重要前提。从非正弦条件下功率的分解方法出发,提出一种基于谐波畸变功率的主谐波源定位新方法,实现了适用于IEEE Std.1459-2010标准的主谐波源定位。通过比较同一系统供电线性与非线性负荷情况下视在功率分量与瞬时功率分量的对应关系,证明了谐波畸变功率对于主谐波源定位的有效性。多种情况下的仿真分析和实测验证结果证明了所提方法的正确性和合理性。     

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。     

用户侧谐波源对PCC谐波水平的影响与区分

按照谐波源定位理论判断的结果,主要谐波源消失后反而可能加剧公共耦合点(PCC)处的谐波水平。从用户侧谐波源对PCC谐波电压、谐波电流的影响着手,提出了助增/助减谐波源的概念,并定义了区分助增/助减谐波源的综合判据,通过算例和IEEE测试系统进行了计算和仿真。所提出的助增/助减谐波源的概念和综合判据弥补了目前谐波定位理论的不足,对谐波治理方案的制订具有重要意义。     

用户侧谐波源对PCC谐波水平的影响与区分

按照谐波源定位理论判断的结果,主要谐波源消失后反而可能加剧公共耦合点(PCC)处的谐波水平.从用户侧谐波源对PCC谐波电压、谐波电流的影响着手,提出了助增/助减谐波源的概念,并定义了区分助增/助减谐波源的综合判据,通过算例和IEEE测试系统进行了计算和仿真.所提出的助增/助减谐波源的概念和综合判据弥补了目前谐波定位理论的不足,对谐波治理方案的制订具有重要意义.     

基于阻抗归算的间谐波源识别及责任划分

电力电子装置等非线性设备会产生间谐波,对电网和用户产生危害。为此提出一种基于基波阻抗测量和归算的间谐波源识别方法,同时考虑不同频率间谐波对公共连接点电压引起闪变水平的差异性,引入权重系数量化系统侧和用户侧的责任。算例分析表明该方法可以准确地识别主问谐波源并能量化系统侧和用户侧的责任。     

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。     

基于门限电压法的谐波源定位

为确定系统公共耦合点处的主要谐波源,提出一种基于门限电压进行判断的配电系统谐波扰动源定位新方法。门限电压值可基于系统侧等值谐波源和等值阻抗得出,该值对应于系统侧和用户侧发出相等谐波电流的临界状态。通过直接对比系统公共耦合点处所测的谐波电压与门限电压即可判定出主要谐波源的位置。进一步采用基于随机变量协方差特性的系统参数估计法,有效规避了背景谐波波动对估算结果的影响,从而保证了门限电压法的高鲁棒性。仿真分析和实际算例结果均验证了所述方法的有效性。     

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。     

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。     

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。     

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。     

谐波责任评估指标及应用

随着电力电子等非线性类设备的广泛应用和经逆变器接口的分布式电源接入,谐波问题更加引起人们的关注。在畸变的电力系统中,明确公共连接点处供电侧和用电侧各自应分摊的谐波责任,是谐波污染治理的前提。本文首先讨论了谐波分责的物理含义,简要分析了传统谐波责任评估指标的特点及存在的问题;然后,重新定义了谐波电压和谐波电流责任划分的原则,进一步提出新的谐波责任评估指标;最后,结合谐波分析等值电路,系统地给出了实际运用中谐波责任定量评估的总体流程,并通过IEEE14标准测试系统的仿真验证了谐波责任划分原则的合理性以及谐波责任评估新指标的可行性和有效性。     

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。