基于加权高斯混合概率模型的系统谐波阻抗估计

针对现有方法受背景谐波随机波动影响而导致系统谐波阻抗估计误差大的问题,提出一种基于概率统计的系统谐波阻抗估计方法。采用3阶加权高斯混合分布函数建立系统谐波电压概率模型,以反映背景谐波的随机波动性。构建系统谐波阻抗的对数似然方程,采用确定性退火算法对期望最大化方法进行改进,提高了隐变量的估计精度和迭代速度,实现对背景谐波随机性波动下系统谐波阻抗估计。采用KL散度和误差对该方法背景谐波概率模型的准确性和系统谐波阻抗的估计精度进行评价,并采用仿真实验分析和实测数据实验对该方法的估计效果进行分析,实验分析表明,该方法对系统谐波阻抗估计具有较强的稳健性和较高的准确性。

带自适应谐波补偿功能的谐波阻抗控制策略

针对工业园区高比例电力电子负荷接入带来的电能质量问题,提出一种基于APF的带自适应谐波补偿限流功能的谐波阻抗控制策略。谐波阻抗控制策略可以对系统的指令电流进行无差控制并对各谐波分量进行独立控制,自适应谐波补偿限流可以有针对性地进行谐波补偿,两者相结合后可以对选取的各谐波分量进行单独控制,使限流后的谐波补偿效果明显提高。该控制策略在系统容量不超限时在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,结果表明,该控制策略响应速度快,治理后的谐波总畸变率为2.91%,减少了27.08%,三相不平衡度为8.52%,减少了16.15%,补偿效果明显。

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。

基于时序聚类及改进Pettitt的系统谐波阻抗估计

针对谐波电压与电流数据出现严重无序性,导致常规非干预式方法难以对系统谐波阻抗进行准确的实时估计,提出一种基于时序聚类及改进Pettitt的系统谐波阻抗估计方法。首先,运用时序聚类中互相关系数原理使谐波电压和电流序列平移对齐并筛选出强相关性的数据。然后,为了规避阻抗突变的影响,提出基于二元分割的Pettitt方法对阻抗突变点进行检验。最后,使用再生权最小二乘法,通过赋权重系数进一步减小异常值对结果的影响。仿真与实例结果表明,本文方法可以有效降低背景谐波波动和阻抗突变对系统谐波阻抗估计带来的误差。

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。

基于反向传播-自适应提升算法的谐波阻抗估计

目前,关于量化谐波阻抗的研究大多数是基于系统侧谐波阻抗不发生改变而设定,当系统谐波阻抗变动时,如何估计谐波阻抗的研究相对较少。为此,本文提出一种基于系统谐波阻抗变动背景下的系统谐波阻抗估计新方法。首先,加窗处理谐波电压、电流测量数据,使用二元线性回归法估算系统谐波阻抗,并用小波包变换对测量数据进行分段,以找出系统谐波阻抗变动的时间;其次,采用反向传播-自适应提升算法精确量化每个采样数据段的系统谐波阻抗;最后,通过仿真与实例分析验证本文方法相较于其他方法具有更好的鲁棒性和精确性。

基于PLS等价权回归的系统谐波阻抗计算

为了降低电压、电流信号中奇异值对回归结果的影响,准确划分系统及用户各自的谐波责任,提出一种基于PLS(偏最小二乘法)等价权回归的系统谐波阻抗计算方法。利用公共连接点的谐波电压和谐波电流数据,得到含有待求量信息的回归方程,用PLS求解回归系数,回归系数对应系统侧谐波阻抗及谐波电压。将回归系数作为等价权迭代初值,再依据等价权迭代计算结果,最终推导出用户谐波发射水平。该方法克服了以最小二乘解作为迭代初值计算方法的缺点,提高了用户谐波发射水平计算精度,通过算例仿真分析验证了所提方法的准确性。

基于窗宽优化与数据筛选的系统谐波阻抗估计

大量电力电子设备的接入导致电力系统中背景谐波波动增大,进而影响谐波阻抗估计的准确性。针对这一问题,该文提出一种基于窗宽优化与数据筛选原理的系统谐波阻抗估计方法。首先,在相关系数数据中引入标准差的指标动态调整窗宽,得到满足筛选样本数量的计算数据,然后利用PCC(point of common coupling)点处谐波电流与系统侧谐波电流呈弱相关的特性筛选出相应数据段,最后引入正则化项进行系统侧谐波阻抗的计算。通过仿真分析和数据计算,将所提出的方法与4种常用方法进行了比较,可以得出当背景谐波波动较大时,该方法可以减少系统谐波阻抗计算的误差,有较高的估计精度。

一种新能源公共连接点系统谐波阻抗计算方法

针对新型电力系统中谐波责任划分及谐波放大问题研究中的谐波阻抗获取这一关键环节,提出一种改进的基于快速独立分量分析的公共连接点系统谐波阻抗估算方法。通过对公共连接点处电压和电流快速变化分量进行快速独立分量分析,得到四个独立分量及混合矩阵,推导了混合矩阵各元素与谐波阻抗间的线性关系,并基于系统侧和电源侧谐波电流、阻抗的关系及特性,根据独立分量与混合信号间的相关性求取变换矩阵并重新确定独立分量的正确次序和对应的混合矩阵,进而通过该混合矩阵各元素间的关系,推导系统谐波阻抗计算公式。搭建了仿真模型对所提方法进行仿真验证,仿真结果表明,改进的谐波阻抗估算方法可准确估算系统谐波阻抗值,在系统谐波电流幅值小于电源谐波电流幅值且差距较大时,具有较高的估算精度及稳定性。

基于线性度校验的电力系统谐波阻抗估计仿真

在现代电力系统中,谐波一直是影响电能质量和稳定性的一个重要问题。本论文旨在探索一种基于线性度校验的电力系统谐波阻抗估计方法,并通过仿真验证其有效性。首先介绍了谐波阻抗估计的重要性及其在电力系统稳定性和谐波治理中的应用。随后,详细阐述了线性度校验的原理和实施步骤。最后,通过MATLAB/Simulink进行仿真实验,验证所提方法的准确性和实用性。

基于系统谐波阻抗控制的新型有源电力滤波器

针对传统有源电力滤波器滤波效果受谐波电流检测精度影响,导致滤波不彻底的问题,提出了一种基于系统谐波阻抗控制原理的新型有源电力滤波器。滤波器的第1部分为串联在电网中的单相变压器二次侧接逆变器,第2部分为单相变压器和负载之间并联的无源滤波器。通过控制使串联变压器的谐波等效阻抗很大,无源滤波器的谐波等效阻抗相对很小,由分流原理可知此时各次谐波电流将被迫流入无源滤波器支路,从而实现了各次谐波的滤除。为实现系统谐波阻抗的控制,设计了无源滤波器参数和逆变器控制参数。最后,在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,结果表明可将系统侧电流总谐波畸变率由29.37%降低到0.69%,满足国家谐波标准。该研究在谐波抑制方面具有一定的应用前景。

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。

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。

基于逆变器剩余容量及自适应虚拟谐波阻抗控制的孤岛微电网谐波功率分配策略

孤岛微电网中,非线性负载产生的谐波电流导致发电单元的逆变器也需要承担部分谐波视在功率。为避免逆变器因承担过量谐波功率过载,目前研究者们大都致力于实现谐波功率在逆变器间的均分。然而,谐波均分策略忽略了不同逆变器改善电压质量能力的差异性,致使微电网电压质量无法得到有效改善。针对此,提出了一种以改善微电网电压质量为目标的谐波功率分配策略,根据逆变器剩余容量及其承担的谐波功率,自适应地调节其虚拟谐波阻抗值在第四象限内变化,从而在不过载的前提下使各逆变器到微电网母线的谐波阻抗达到最小值,为谐波电流提供低谐波阻抗通路,达到尽可能改善微电网电压质量的目的。为了实现该目标,基于根轨迹确定了逆变器虚拟谐波阻抗的稳定调节范围,并进一步设计了一种变参数积分控制器,令所提自适应虚拟谐波阻抗控制能够兼顾调节速度及收敛性能。仿真和硬件在环实验验证了所提控制方法的有效性。

基于电网谐波阻抗估计的并联电容器组优化配置方案

采用先投入高串抗率电容器、后投入低串抗率电容器这种单一配置方案,导致变电站出现高串率电容器频繁投切、寿命降低和无功容量浪费问题。为了解决这些问题,提出一种基于阻抗估计和多电能质量约束的变电站电容器组优化配置方法。首先,获取电容器投切后公共连接点母线电压电流数据;其次采用小波最大最小阈值去噪,通过Prony算法得到暂态电压、电流数据来估计系统谐波阻抗,最后结合AVC下达的调度指令和目标函数在满足电网电能质量约束条件下对电容器组进行优化配置。结果表明,在满足电能质量约束和AVC调度指令下,优化配置后高低串抗率配置频次均有所改善,高串抗率电容器组投入频次下降32%,低串抗率电容器组投入频次由26%提高至58%。由系统谐波数据、谐波源和电容器等元件组成的谐波阻抗模型,以及基于谐波谐振机理设计的电容器组配置方案,能够提高数据分析的准确性,减小电容器损坏以及解决无功容量损失问题,提高供电质量,可为变电站电容器组的配置提供借鉴。

基于广义折刀最小二乘估计的系统侧谐波阻抗计算方法

针对背景谐波电压波动和异常谐波测量样本显著影响谐波阻抗估计准确性的问题,提出一种基于广义折刀最小二乘估计和数据筛选的系统侧谐波阻抗的计算方法。根据波动量法与最小二乘回归法假设的一致性原理,筛选背景谐波电压波动平稳的时段用于回归计算,抑制背景谐波电压波动对阻抗估计的影响。依据折刀法原理对谐波测量数据进行再抽样,并结合广义最小二乘法,进一步抑制异常谐波测量样本对回归计算的影响,最后基于仿真和工程实测数据验证了所提方法的准确性和实用性。

改进变系数回归在系统谐波阻抗估计中的应用

系统谐波阻抗的准确估计对于电力谐波的分析和治理具有重要意义。采用变系数回归法估计系统谐波阻抗,不仅可在背景谐波波动较大的场景下得到准确的估计值,还可自适应跟踪系统谐波阻抗的时变趋势。但经典变系数回归法计算效率较低,且核函数的窗宽选择对估计结果影响巨大。为了弥补该方法的缺陷,提高其工程适用性,文中提出了一种基于改进变系数回归的系统谐波阻抗估计方法。所提方法通过避免高维矩阵运算,极大地提高了计算效率。更进一步,采用广义交叉验证法选取最优窗宽,从而使得估计结果更精确。仿真分析验证了所提方法的有效性。

基于线性回归的系统侧谐波阻抗估计方法改进

评估谐波发射水平的首要前提是计算系统侧谐波阻抗,在使用回归法估计谐波阻抗时,针对该方法计算结果受背景谐波波动影响较大的问题,提出一种按背景谐波电压数据分段以减小其波动影响的方法。此方法通过设定阻抗初值来反解出背景谐波数据并排序分段,再基于各分段数据和回归法计算系统侧谐波阻抗;最后以估计阻抗波动最小为准则来衡量计算值与真实值之间的差距,并确定最终计算结果。所提方法提升了抗背景谐波波动的能力,仿真与实测数据验证了方法的有效性。

一种改进递推最小二乘的系统谐波阻抗估计方法

谐波责任划分的前提是系统谐波阻抗的精确估计。针对测量异常值和背景谐波变化造成谐波阻抗估计误差,该文将带遗忘因子的递推最小二乘法和稳健回归法结合,提出一种改进递推最小二乘的系统谐波阻抗估计方法。基于公共连接点处谐波电压和谐波电流数据,利用抗差最小二乘计算残差矩阵,进一步得到自适应变化遗忘因子,引入于中国科学院大地测量与地球物理研究所Ⅲ(Institute of Geodesy and GeophysicsⅢ,IGGⅢ)稳健权函数,采用复数递推最小二乘法更新增益矩阵和协方差矩阵,并进行待估参数的更新,最终得到系统谐波阻抗。仿真和实例测试有效验证了该文所提方法的优势。

基于分布式储能谐波阻抗调节的微网电压控制

孤岛微网的电能质量问题受到越来越广泛的关注,利用孤岛微网分布式储能的特性对网内谐波进行优化控制是治理微网电能质量问题的有效途径。首先建立了分布式储能发电单元(DG)机组容量/谐波阻抗下垂关系,基于电压型控制策略(VCM)的DG等效谐波阻抗调节方法,给出了基于DG的孤岛微网谐波优化控制方案,最终实现了微网内DG对非线性负载引入的谐波功率均分,以及对公共耦合点(PCC)电压谐波的治理和稳定控制。最后通过系统仿真与动模实验验证了所提控制方案的有效性。