基于超越方程极点分布间接判定的分布式电站谐波不稳定分析方法

线路分布参数模型的引入导致系统极点方程为含复数双曲函数的超越方程,极点分布难以确定,且忽略dq轴耦合可能导致系统稳定性误判。建立并验证了同时计及dq轴耦合及线路分布参数的分布式电站阻抗模型。提出基于广义奈奎斯特稳定判据的极点分布间接判定方法,利用回率矩阵特性间接判定超越方程极点分布,解决了超越方程极点分布求解难题。给出稳定判据应用过程中回率矩阵构造和稳定条件判定的详细过程。分析结果表明忽略线路分布参数或dq轴耦合均可能造成稳定性误判,且忽略前者还将导致遗漏高频谐波放大点。所提方法能准确分析该系统稳定性,并可准确评估系统潜在谐波放大点。最后,仿真验证了所提方法的准确性和有效性。

基于频谱泄漏干扰多层消除的密集谐波/间谐波参数估计方法

当电力系统中存在密集谐波/间谐波时,现有谐波/间谐波参数估计方法往往因计算模型阶数难以选取或部分频谱泄漏干扰被忽略等因素而产生严重误差。由此,提出一种基于频谱泄漏干扰多层消除的密集谐波/间谐波参数估计方法。根据干扰来源,将频谱泄漏干扰分为自频谱泄漏干扰和互频谱泄漏干扰;提出频谱旋转线性化和多层频谱错位相减方法以有效抑制互频谱泄漏干扰;构建自频谱泄漏干扰模型并采用自适应步长牛顿迭代法求解模型,从而有效抑制自频谱泄漏干扰并求得密集谐波/间谐波参数。相较于现有方法,所提方法无需任何先验条件,且能在主瓣重叠时有效抑制频谱泄漏干扰,从而精准估计密集谐波/间谐波参数。仿真和实验验证了所提方法的有效性与准确性。

计及线路分布参数的新能源场站谐波不稳定源头定位

现有新能源场站谐波不稳定分析大多采用线路集总参数模型,会遗漏高频固有模式,导致稳定性分析不准确;当计及线路分布参数后,难以直接求解系统固有模式,导致谐波不稳定分析困难且不稳定源头难以有效定位。基于此,提出基于泰勒逼近的计及线路分布参数的新能源场站谐波稳定性频域模态分析方法,通过泰勒逼近求解系统固有模式获得系统阻尼判定系统稳定性,并定义节点参与因子定位新能源场站谐波不稳定源头。分析结果表明:线路分布参数是诱发高频谐波放大的主导因素,忽略线路分布参数会遗漏高频谐波放大点并导致稳定性误判。所提方法可准确判定系统稳定性,并可定位谐波不稳定源头。仿真验证了所提方法的有效性和准确性。

基于多元线路特征因素融合的电压暂降严重程度评估

现有电压暂降严重程度评估方法未充分考虑多元线路特征因素对输电线路故障概率的影响,评估结果存在较大误差。由此,文中提出了基于多元线路特征因素融合的电压暂降严重程度评估方法。首先,基于线路历史故障数据,采用关联规则量化多元线路特征因素对线路故障的影响程度进行研究。然后,通过改进D-S证据理论融合多元线路特征因素建立准确的线路年故障概率模型,并采用基于最大熵模型的故障点法评估节点的电压暂降量。最后,提出了一种同时考虑系统侧电压暂降严重程度和用户敏感设备耐受特性的综合电压暂降严重程度指标,用于评估节点电压暂降严重程度。基于实际电能质量监测数据进行验证,并与未充分考虑线路特征因素的评估案例进行比较,结果表明所提方法能有效提升电压暂降严重程度评估的准确性。

计及子过程贡献度的电压暂降经济损失评估方法

现有电压暂降经济损失评估方法一般通过计算过程中断概率评估用户经济损失,然而实际工业用户各子过程对电压暂降经济损失影响程度不同,计算过程中断概率未能表征各子过程对电压暂降经济损失的影响程度,由此得到的损失评估值无法真实反映用户受损程度。为此,提出一种计及子过程贡献度的电压暂降经济损失评估方法:构建基于支持向量机概率输出的敏感设备失效概率评估模型;建立考虑子过程参数变化的参数偏移度函数,修正子过程中断概率;同时,提出子过程贡献度指标量化各子过程对电压暂降经济损失的影响程度,以评估值与损失样本偏差最小为目标求解最优子过程贡献度,建立用户损失评估模型。对某企业的实例分析验证了所提方法的有效性。

一种无谐振C型滤波器的优化设计方法

现有无功补偿电容谐振抑制方法通常将无功补偿电容配置为无谐振C型滤波器,以降低谐振带来的谐波电压放大与滤波器有功损耗。但在抑制低频谐振时,无谐振C型滤波器的元件参数可选择范围较小,难以在实现低频谐振抑制的同时兼顾滤波器配置成本。针对这一问题,文中提出一种无谐振C型滤波器优化设计方法。首先,设计一种改进C型滤波器结构,在传统C型滤波器结构中增加低频谐振抑制单元,消除滤波器潜在低频谐振点;然后,建立计及滤波器配置成本、有功损耗、谐振抑制性能及元件参数选择范围的滤波器元件参数配置模型,求解改进C型滤波器元件参数最优值。最后,通过仿真对比证明,改进C型滤波器在控制配置成本与有功损耗的基础上,能明显降低谐波放大系数,具有更好的谐振抑制性能。

基于改进模拟退火遗传算法的配电网动态故障恢复策略

计及分布式电源出力波动性对故障恢复效果带来的不利影响,提出1种利用光伏出力预测的配电网动态故障恢复方案。故障发生后,首先对动态变化的光伏系统输出功率进行预测,并研究了负荷动态特性;其次,以配电网恢复重要负荷总量最大、故障恢复成本最小和故障停电损失最少为目标函数,构建基于动态树背包模型的最优故障恢复模型,该模型可快速适应配电网拓扑变化情况。采用改进模拟退火遗传算法求解最优故障恢复方案,提高了算法的收敛速度与稳定性。最后,在IEEE69节点系统进行仿真,结果表明所提算法可适应复杂配电网的故障恢复,提高配电网供电可靠性,并降低配电网故障带来的恢复成本与停电损失。

基于勒让德多项式拟合的变谐波阻抗估计方法

传统的谐波阻抗估计方法往往在研究时段内将其假设为恒定值,但伴随着光伏等新能源接入电网,以及可能存在的运行方式改变,这种假设不再成立。为此,提出一种基于勒让德多项式拟合的变谐波阻抗估计方法。采用勒让德多项式对谐波阻抗曲线进行拟合,根据系统侧谐波电压和谐波阻抗的变化特性建立目标函数约束。求解目标函数最小值得到拟合函数的系数,进而实现变谐波阻抗估计。基于此,同时讨论了勒让德多项式阶数的选取和谐波阻抗突变点识别方法,提高了方法的适用性。基于诺顿等效电路和10节点测试系统进行了仿真。仿真结果表明,与传统方法相比,所提方法可以跟踪谐波阻抗的变化,提高谐波阻抗估计的精度。

基于改进S变换的电能质量扰动分类

电能质量扰动信号的分类识别对建立电能质量综合评估体系、选择合理的电能质量治理方案,确保电力系统安全稳定运行和用户的合法用电权益具有重要意义。提出了一种基于改进S变换时频模矩阵的电能质量短时扰动分类新方法。该方法首先根据信号的稳态主导频率确定S变换高斯窗的衰减速度,计算所得时频模矩阵作为各电能质量扰动信号的标准模板;通过比较测试信号改进S变换模矩阵的特定频段与各标准模板之间的相似度,实现扰动分类。在相似度的比较过程中,为了凸显异类模板之间的差别,尤其是电压暂降和暂升、电压缺口和尖峰,提出了能量归一化概念以及分频逐行计算相似度的思想,实现异类模板差异最大化。该方法能够充分挖掘各类扰动信号之间的特征差异,通过简单的相似度比较对扰动进行分类,无需添加辅助分类器。仿真和实测数据的分析表明,该方法分类过程简单,可信度高,抗干扰能力强。

兼顾不同角色利益的集中型充电站优化布局

考虑到充电站投资主体和充电用户两种不同角色所追求的利益互异会影响充电站规划决策,发展了一种兼顾投资主体投资成本和充电用户满意度的集中型充电站双层优化布局模型。根据各类电动汽车(EVs)的行为特性建立了电动汽车充电功率需求模型。以企业投资成本和用户满意度分别作为双层规划模型的上层和下层目标函数,并考虑企业投资预算约束、电网约束、充电站容量约束和充电用户需求约束,综合反映了不同角色间的耦合决策作用。双层规划问题属于强NP-hard问题,采用量子遗传算法求解上层规划模型,采用粒子群算法求解下层规划模型,并输出最终充电站布局方案。结果表明,综合考虑投资成本和用户满意度的集中型充电站方案能合理兼顾投资主体和用户的各自利益,实现投资成本和用户满意度的有效折衷。

考虑dq轴耦合及线路分布参数的分布式电站谐波不稳定分析

针对同时考虑dq轴耦合和线路分布参数两种因素下,分布式电站系统超越方程零、极点难以求解问题,建立同时考虑二者的电站阻抗模型,提出基于Padé近似的超越方程矩阵行列式零、极点求解方法,并给出系统传递函数矩阵行列式零、极点计算的详细步骤。进一步,分析不同场景下两种因素对系统谐波不稳定分析的影响。研究表明,所提方法可准确分析同时考虑两种因素下的分布式电站谐波不稳定问题,忽略二者中任一因素均可能造成稳定性误判,且考虑线路分布参数是求解高频谐波放大点的必要前提。仿真结果验证了所提方法的有效性。

基于改进S变换的电压暂降识别

电压暂降分类识别是合理选择电能质量治理方案的前提。提出一种基于改进S变换的电压暂降识别方法。首先根据电压暂降特征频率范围自适应确定改进S变换的调节因子,计算所得模时频矩阵作为电压暂降标准模板;再比较待测试暂降的改进S变换模矩阵特定频段与各标准模板之间的相似度,实现扰动分类。在比较相似度值的过程中,为凸显不同暂降类型的相似性及差异性,采用分频逐行计算相似度值,从而实现异类模板差异最大化。该方法充分挖掘各类暂降的特征差异,通过简单的相似度计算对扰动进行分类,无需添加辅助分类器。仿真和大量实测数据研究表明,该方法分类过程简单,抗干扰能力强。

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。

人工神经网络在中医脉象信号检测中的应用

人工神经网络是在结构上模仿生物神经连接的连接型网络,经训练的网络可用来进行模式分类,信号处理与检测等。针对海洛因吸食者的脉象信号与正常人脉象信号的特征差异,成功地应用BP网络对15例海洛因吸食者和15例正常人的脉象信号进行了识别。为此,建立了一个40～20～1的二层BP网络模型,选取每一例脉象信号的一段特征信号作为网络的输入信号,采用了训练样本和加噪声的训练样本分别训练网络的方法。论文还比较了共轭梯度法与基本BP算法训练网络的快慢问题。实验结果除1例正常人被误判外,吸毒病人全被检测出来,网络达到了96.7%的识别率,其结果说明训练的网络对检测脉象信号是十分有效的。

短时电能质量扰动变尺度标杆相似度识别

利用S变换模矩阵相似度识别持续时间不同的电能质量扰动信号,需要建立维数不同的标准模板。应用双线性插值法对S变换模时频矩阵进行尺度变换,对不同持续时间的同类扰动可建立统一的标杆模板,减少了标准模板数。根据最大相似度原理,通过简单的四则运算对扰动进行分类,无需添加任何分类器,分类过程简洁有效。仿真证明,该方法对噪声不敏感,能较好地解决不同持续时间的电能质量扰动分类问题。

基于互信息数据优选的系统侧谐波阻抗估计

准确求解谐波阻抗是谐波治理和合理划分谐波责任的前提。现有谐波阻抗估计方法须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,但大量电力电子设备在电力系统中的使用导致这些条件可能难以被满足,因此文中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 analysis,ICA)求解系统侧谐波电流,然后筛选公共连接点(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,最后利用筛选出的数据段对应的PCC处谐波电流与系统侧谐波电压协方差为0的特性对谐波阻抗进行估计。仿真和实际案例分析表明:与现有方法相比较,在用户侧谐波阻抗非远大于系统侧谐波阻抗时,文中所提方法的系统侧谐波阻抗估计结果更准确,适用范围更广泛。

基于正序分量相位差的电压暂降源定位方法

针对复杂网架结构和多扰动源类型场景下传统电压暂降源定位方法失效的问题,提出一种基于正序分量相位差的电压暂降源定位方法。首先,应用线性电路的叠加原理,分析扰动源作用下电网有功功率传输规律,并以电压与电流间相位差表征电压暂降源相对位置不同时功率转移方式的差异;然后,引入瞬时对称分量法,得到不受扰动源类型和网架结构限制的电压暂降源定位判据;最后,通过仿真与实例验证证明了所提方法的有效性与准确性。

基于最小范数的系统侧谐波变阻抗求解技术

准确计算系统侧谐波阻抗对新型电力系统的安全稳定运行有至关重要的意义。在现有谐波阻抗估计算法中,通常假设系统侧谐波阻抗在测量周期中恒定不变。然而,系统侧电压会随着电网运行方式或负荷端大电源用户的接入而发生变化,从而导致系统侧谐波阻抗大小呈现波动的状态。但系统侧谐波阻抗在相邻采样时间间隔内变化并不大,基于此,文中提出一种新的非干预式系统侧谐波变阻抗求解技术,以测量周期内相邻采样时间间隔谐波阻抗二阶变化量和电压二阶变化量的范数为目标函数,通过最小化目标函数求解系统侧谐波阻抗。经过仿真和实际案例分析,验证了该方法在较强背景谐波和用户侧谐波阻抗并非远大于系统侧谐波阻抗条件下的准确性和可靠性。

一种求解超越方程零极点分布的谐波不稳定分析方法

考虑线路分布参数模型是准确分析风电场谐波不稳定的必要条件,但模型的引入导致谐波不稳定分析面临系统超越方程零极点分布难以求解的问题。基于此,文中首先建立并验证考虑线路分布参数的风电场阻抗模型。其次,提出一种基于Pade近似的超越方程零极点分布求解方法,将指数函数近似为有理分式,仅须选择有理分式阶次,而无须拟合系数。然后,分析不同线路长度和电网强度下,不同线路模型对系统谐波不稳定影响。最后,通过仿真验证所提方法的有效性和准确性。结果表明:线路分布参数不可被忽略,否则将可能导致稳定性和高频谐波放大点分析不准确,甚至遗漏高频谐波放大点。文中所提方法不仅可准确评估系统的稳定性,还可分析系统的谐波放大点。

超高次谐波问题及其研究现状与趋势

超高次谐波是电力系统电力电子化过程中产生的电能质量问题。从超高次谐波的产生机理、传播机制、交互影响、危害、发射水平、测量与标准化等角度进行剖析。分析了电动汽车充电装置、光伏逆变器、照明装置等常见超高次谐波源及其发射特点;从谐振放大和设备异常两层面分析了超高次谐波对系统、设备和电力载波通信的影响;将超高次谐波划分为原生发射和次生发射,提出几种估计超高次谐波贡献度的思路;并对现有超高次谐波测量、分析方法和标准等进行了比较,指出未来的研究方向。