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APF的电网背景谐波抑制方法研究

针对无源滤波器在抑制电网背景谐波时易发生调谐频率偏移、易与电网产生谐波放大或谐振等问题,此处对基于有源滤波器(APF)的电网背景谐波抑制方法进行了研究。首先,从无源滤波器的背景谐波抑制原理出发,提出一种用于APF的谐波阻抗控制策略,通过调节APF支路特定频率下的阻抗来抑制电网背景谐波电压。然后,提出各电压等级应用场景下适用于谐波阻抗控制原理的APF结构。最后,通过PSCAD/EMTDC平台仿真结果和闽粤联网工程实测数据表明,该控制策略能够有效抑制电网背景谐波,具有较好的实用性。     

基于光伏逆变器的电网谐波阻抗测量新技术

针对新型电力系统背景下电网谐波阻抗的测量需求,提出了一种基于光伏逆变器的新型电网谐波阻抗测量方法。所提方法不会对电网产生扰动,无需安装额外的测量设备,并且还能在阻抗测量过程中治理电网谐波。该方法在基波下控制光伏逆变器实现正常发电功能,在谐波下控制其等效为虚拟电阻。通过改变逆变器的等效虚拟谐波电阻值,测量并网点谐波电压的幅值,并结合最小二乘法来估算系统的谐波阻抗幅值。利用硬件在环实时仿真试验平台进行阻抗测量试验,测量结果与设定值相符,系统5次谐波阻抗的测量精度达99%,7次谐波阻抗的测量精度达97%,验证了所提方法不仅可测量系统多次谐波阻抗幅值,且能保证较高的测量精度。     

基于无相位谐波监测数据的谐振源辨识方法

针对电网中大量谐波监测数据因缺乏相位信息难以实现电网谐振监测的技术难题,提出了一套计及主导系数、相关系数及敏感度指标的电网谐振源辨识方法。首先,基于多谐波源谐振分析模型,分析了谐振状态下谐波参数的相关特性与回归特征,提出了计及主导系数的强主导谐振状态判别方法。其次,论证了强主导谐振状态下的谐波阻抗特征及数据特征,构建了融合机理模型和谐振数据特征的电网谐振状态及谐振源辨识方法。最后,基于建模仿真和工程案例验证,在背景谐波对母线谐波电压贡献率小于20%的工况下,敏感谐振支路和敏感谐波源的耦合谐波阻抗测量偏差小于2%,所提方法能够准确辨识谐振状态及谐振源。     

基于最小范数的系统侧谐波变阻抗求解技术

系统侧谐波阻抗计算对新型电力系统的安全稳定运行有至关重要的意义。在谐波阻抗估计算法中,通常假设谐波测量阻抗、电网侧电压在测量周期中恒定不变。实际上电网为动态的网络,电网运行方式时常发生改变,从而导致谐波阻抗大小呈现波动的状态,电网侧电压也随着负荷的变化而不断变化。因此,谐波阻抗以及电网侧电压也是随时间不断变化的,但相邻采样时间内变化并不大。本文提出了一种新的系统侧谐波阻抗估算方法,以测量周期内相邻采样时间的阻抗变化量和电压变化量的最小范数为标准来估算谐波阻抗。在测量周期内建立目标函数,通过最小化目标函数获得谐波阻抗。通过仿真和现场实际案例分析,验证了该方法在高谐波背景和用户侧谐波阻抗小于电网侧谐波阻抗的条件下的准确性和可靠性。     

一种无须求解谐波转移阻抗的分散式多谐波源责任量化方法

现有分散式多谐波源责任量化方法均采用谐波源等值电路(常用诺顿等效模型)的外部端口电流(统称为"谐波源端口电流")来计算该谐波源对关注母线的谐波贡献度。由于谐波源端口电流受基尔霍夫定律约束,只要电网中某谐波源端口电流发生变化,所有谐波源对关注母线的谐波贡献度会随之改变,但该电流通常是谐波源和背景谐波耦合作用的结果,由此计算的谐波贡献度不能真实反映该谐波源的发射水平。基于此,文中运用谐波源电流本身而非谐波源端口电流来计算谐波贡献度,所提方法直接计算各谐波源对关注母线的谐波电压矢量贡献,而无须求解各谐波源对关注母线的谐波转移阻抗,减少了误差累积效应,可更为公平合理地反映各谐波源责任。仿真和实验算例验证了所提方法的有效性和准确性。     

弱电网下LCL型滤波光伏并网逆变器的控制研究

电网含有较丰富的电网电压背景谐波和较大的电网等效阻抗,会对光伏并网逆变器的入网电流质量和系统稳定性产生影响。以LCL型滤波单相光伏并网逆变器的双环无源阻尼控制方案为例,指出常规电网电压比例前馈控制在弱电网条件下不能完全消除电网电压谐波的影响,且系统稳定性会受到电网阻抗变化的影响。文章提出了一种通过并网电压完全补偿的全前馈控制策略,该方法能够使得电压谐波对入网电流的影响降至最低,并且控制稳定性也不受电网阻抗的影响,对弱电网有很强的适应性,仿真实验验证了该控制策略的有效性。     

整流变压器无源滤波优化设计

提出了一种工程用铝电解整流变压器第三绕组无源滤波设计方法。首先对电网、变压器进行等效变换,得到电解铝供电的等效模型,其次,考虑变压器阻抗、电容器的工程参数及厂家要求,以安装容量最小为目标函数,通过Matlab仿真软件进行寻优计算,得到满足IEEE std519-1992谐波标准及无功补偿要求的铝电解无源滤波方案参数。通过算例计算结果,证明本方法可行。     

基于自适应虚拟阻抗的并网电流谐波抑制

分布式发电系统在电网中所占的比重持续增大,电网逐渐呈现弱电网特性,采用电压源型控制的并网逆变器可以在弱电网下可靠并网,但是并网电流易受电网电压背景谐波的影响。针对该问题,首先通过对电压源型并网逆变器输出阻抗建模分析,建立并网系统的谐波等效电路,在此基础上提出了虚拟谐波阻抗的方法并给出具体的实现方式。其次,通过对谐波电流幅值的检测,提出谐波含量负反馈控制,实现了虚拟谐波阻抗大小的自适应变化。此外,电压环采用改进的比例-积分-谐振(PIR)控制器,实现了对交流信号的准确跟踪。最后,结合Matlab/Simulink仿真和实验进一步验证了所提方法的有效性。     

多谐波源条件下的谐波污染责任划分研究

电网中各母线的谐波电压是所有谐波源共同作用的效果,因此准确区分各主要谐波源在特定母线上的谐波贡献对划分谐波污染责任有着重要意义.首先分析并指出区分各谐波源谐波贡献的关键在于准确计算谐波源节点与所关注母线间的谐波互/自阻抗,在此基础上提出一种"非干预式"的谐波贡献划分方法.该方法以各谐波源注入谐波电流中的快速变化分量为工具,根据独立随机矢量的统计特性,抽取出各谐波源节点与关注母线间的谐波互/自阻抗,最后根据计算所得阻抗值分别计算出各谐波源对关注母线的矢量贡献和标量贡献.对IEEE 14节点的系统进行仿真,结果表明该方法可很好地区分各谐波源在特定母线上的谐波贡献,大大抑制了其他谐波源的波动对谐波贡献划分的不利影响,同时也为谐波污染的责任划分提供了新的依据.     

不平衡及谐波电网下基于多模块复数滤波器的电网阻抗检测方法

为保证电网不平衡及电网背景谐波情况下快速获取准确的电网阻抗信息,提出了一种基于多模块复数滤波器MCCF(multiple complex coefficient filters)和非特征次谐波注入的电网阻抗检测方法。所提电网阻抗检测方法使用MCCF实现对公共耦合点电压非特征次谐波分量和电流非特征次谐波分量的准确提取,从而计算得出电网阻抗的阻性分量和感性分量。研究了在电网不平衡及电网背景谐波情况下MCCF提取非特征次谐波的基本原理及设计方法,并从提取精度和动态性能等方面对MCCF的参数进行了优化设计,最后仿真验证了所提电网阻抗检测方法的可行性和有效性。     

基于逆变电源的中低压配电网谐波阻抗测量研究

基于谐波注入的阻抗测量方法具有谐波幅值可控的优势,在阻抗测量中得到了广泛的应用。文中介绍了一种基于逆变电源的中低压配电网谐波阻抗测量方法,针对不同电压等级的配电网设计了不同的测试拓扑,分析了通过逆变电源产生的谐波电压测量中低压配电网谐波阻抗的原理;同时,建立了不同控制方式逆变电源的戴维南模型,并分析了不同控制逆变电源等效电路的特性;为了提高测量精度,同时满足测试时的电网谐波要求,文中也提出了一种谐波注入准测。最后通过Simulink仿真证明,基于逆变电源的配电网谐波阻抗测量方法可以准确测量出配电网阻抗参数。     

基于子空间动态系数回归的系统谐波阻抗估计方法

系统谐波阻抗的准确估计是实现谐波责任定量划分的关键。新能源并网场景下用户侧谐波阻抗并非远大于系统侧谐波阻抗,现有估计方法精度降低甚至失效。文中提出一种基于子空间分解和动态系数回归的系统谐波阻抗估计方法。通过小波包分解将公共连接点(PCC)处谐波电压与电流的观测信号分解成多个子空间,并根据互信息值筛选出解释变量相关度最弱的子空间,以降低解释变量间相关性对回归分析的影响;考虑到网侧谐波波动会干扰PCC处谐波电压与电流间的相关性,将网侧谐波电压视作动态系数,并通过动态系数回归法求解系统谐波阻抗,以降低网侧谐波电压波动对估计结果的影响。仿真分析的结果表明,相比现有方法,所提方法拥有更好的估计精度与鲁棒性。     

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。     

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。     

基于奇异值分解的非线性负荷谐波源定位方法

从电力部门运行和管理的角度出发,提出利用负荷的非线性特性定位谐波源及划分谐波责任的方法。该方法通过建立负荷时域等值模型,在不知道系统侧和用户侧负荷参数的情况下,利用公共连接点(PCC)上电压、电流的物理关系建立微分方程,求解负荷等值阻抗参数。根据辨识的负荷等值阻抗参数定位谐波源。采用奇异值分解(SVD)方法对采样的电压、电流数据进行分析,克服测量噪声及量测矩阵奇异的影响,提高参数辨识的精度。应用量化的负荷非线性度,进一步区分各谐波源的谐波责任。仿真表明,该方法简单可行,可准确定位谐波源,且不受背景谐波的影响。     

考虑背景波动与量测数据相位缺失的系统侧谐波阻抗估计方法

现有系统侧谐波阻抗估计方法通常基于公共连接点处谐波电压、电流的相量数据进行求解,在谐波电压、电流两者各自的相位信息发生缺失时难以估算。针对这一问题,提出一种基于相关性校验与Tukey稳健回归相结合的系统侧谐波阻抗求解方法,该方法仅需谐波电压、电流幅值及两者相位差数据。分析谐波数据的相关性,根据皮尔逊系数剔除波动数据段以保证系统侧谐波阻抗的求解免受背景波动的影响。基于Tukey稳健回归法在弱化谐波数据相位缺失所导致的潜在异常波动点的同时回归求解系统侧谐波阻抗值,所提方法可以有效弱化背景谐波电压波动与数据相位缺失的影响,进一步提高了估计精度。通过仿真分析和实际数据计算验证,证明了所提方法的有效性和正确性,为相位缺失场景的谐波阻抗求解问题提供了一条新途径。     

基于三点筛选法与偏最小二乘法的系统谐波阻抗估计

针对背景谐波电压波动影响谐波阻抗估计的问题,提出一种基于三点筛选法与偏最小二乘的系统谐波阻抗估计方法。利用各个量测量与估计量之间相角关系,以三点为一组的数据建立方程,根据判别式筛选出背景谐波电压稳定时的公共耦合点测量电压电流数据,然后采用偏最小二乘法来估计出交流系统侧谐波阻抗。仿真算例表明了所提方法的正确性和有效性,可以减少背景谐波电压波动对系统谐波阻抗的影响,相比传统方法估计精度更高。     

基于IGG权重函数复数域多元线性回归算法的谐波责任分摊方法

针对现有多谐波源责任分摊方法中存在的测量平差问题,对谐波责任稳健估计方法进行了研究。为了克服系统背景谐波电压波动的影响,提出基于复残差的背景谐波电压划分方法,引入中国科学院大地测量与地球物理研究所提出的IGG权重函数,基于复数域多元线性回归数学模型,在各时段内重复使用IGG权重函数确定回归系数,以提高背景谐波电压中样本筛选的抗差性;结合等效谐波阻抗的置信区间,提出了评估结果的检验方法;对IEEE 14节点测试系统进行仿真,仿真结果表明所提多谐波源责任分摊方法能够有效克服系统背景谐波电压波动的影响,并与现有分摊方法进行比较,验证所提方法的准确性和可行性。     

基于LS-SVM的谐波阻抗估计方法

为解决谐波阻抗不易直接获取的问题,提出一种基于最小二乘支持向量机LS-SVM(least squares support vector machine)估计系统谐波阻抗的新方法.利用最小二乘支持向量机构建回归模型,引入Lagrange乘子得到拉格朗日函数,并求解得到模型参数.将公共连接点PCC(point of com...