A Probabilistic Analysis on the Harmonic Cancellation Characteristics of the Scott Transformer

The Scott transformer is widely used in electric railway systems when there are two unbalanced single-phase loads as this transformer can reduce unbalance currents. This paper investigates whether or not the Scott transformer can also reduce harmonic current. Our study shows that it can reduce the harmonic current when single-phase loads have identical harmonic characteristics. This harmonic reduction occurs through the cancellation of harmonic currents of single-phase loads in the transformer windings. Our studies also show that there is some degree of cancelation even when the loads do not have identical harmonic characteristics. The cancellation depends on load balance factor and harmonic order.

Harmonics Extraction Scheme for Power Quality Improvement Using Chbmli-Dstatcom Module

In recent day’s power distribution system is distress from acute power quality issues.In this work,for compensating Power Quality(PQ)disturbances a seven level cascaded H-bridge inverter is implemented in distribution static com-pensator which protects power quality problems in currents.Distribution Static Compensator(DSTATCOM)aid to enhances power factor and removes total har-monic distortion which is drawn from non-linear load.The D–Q reference theory based hysteresis current controller is employed to generate reference current for compensation of harmonics and reactive power,additionally Probabilistic Neural Network(PNN)classifier is used which easily separates exact harmonics.In the meantime fuzzy logic controller is also used to maintain capacitor DC-link poten-tial.When comparing to PI controller it decreases steady state time and reduces maximum peak overshoot.Cascaded H-bridge multilevel inverter converts direct current to Alternating current,through inductor opposite harmonics are injected in Power Control Centre reduces source current harmonics and reactive power.The implementation of CHBMLI in distribution STATic COMpensator simulation model is simulated by means of MATLAB.

基于源荷谐波耦合模型的数据驱动概率谐波潮流计算

随着新能源及负荷中电力电子装置的广泛应用,电力系统谐波畸变程度不断增加。同时,新能源及负荷显著的不确定特征,进一步增加了谐波分析难度。为有效评估系统不确定谐波状态,充分挖掘源荷实际运行特征,提出一种数据驱动的概率谐波潮流(probabilistic harmonic power flow,PHPF)计算方法。首先,基于实测数据,建立考虑时变特性的源荷动态谐波耦合矩阵模型(dynamic harmonic coupling matrix model,DHCMM),揭示不同时段内谐波电压与谐波电流的相互耦合关系。然后,利用实测数据挖掘源荷时变不确定特征,采用改进点估计法提取统计特性,克服变量间相互影响引起的估计偏差。最后,提出针对源荷不确定性的PHPF计算方法,对系统中时变不确定谐波进行评估。实验结果表明,基于实测数据的谐波耦合矩阵模型能够有效分析谐波源时变特性,结合源荷时变不确定功率状态,所提PHPF计算方法能够对电力系统谐波进行准确评估。

基于改进三点估计的概率谐波潮流计算

由于风力机组和光伏电池等分布式电源具有间歇性和不确定性等特点,提出一种改进三点估计结合最大熵理论(ITPEM&ME)的方法,用于计算配电网中的概率谐波潮流。首先,根据输入变量的不确定性构造改进三点估计的概率模型。其次,结合最大熵理论对其统计特征进行重构,得到配电网的谐波分布情况。最后,在IEEE 33节点系统上进行仿真验证,结果表明改进后三点估计法的误差低于传统的点估计法和蒙特卡洛法,且概率密度函数的拟合效果更接近工程实际,验证了所提方法在处理概率谐波潮流问题时的可行性和精确性。

SS4型电力机车的动态模型及随机谐波电流计算

建立了韶山 型 (SS4)电力机车运动过程的动态仿真模型 ,提出了一种计算 SS4型电力机车谐波电流及其概率分布的方法。根据 SS4型机车的运动方程、控制系统以及整流回路 ,来模拟机车的机械和电气动态过程 ,并考虑了机车运行时的主要随机因素 ,应用蒙特卡罗法 ,得出多辆机车运行时谐波电流的概率分布。计算结果与观音山牵引变电所实测数据相比较 ,统计规律基本相同 ,表明了该方法的有效性。

韶山Ⅰ型电力机车概率谐波电流计算

建立了韶山 型 (SS1 )电力机车运动过程的动态数学模型 ,提出了一种计算电力机车各次谐波电流概率分布的方法。在数学模型中模拟了机车从启动、加速、调整、制动直至停止的全过程 ;根据韶山 型电力机车的特点和实际运行情况 ,考虑了机车运行的不确定性 ,把主要的随机变量引入数学模型中 ,用蒙特卡罗法对机车的随机模型进行数值计算。韶山 型电力机车的各次谐波电流概率分布算例的计算结果表明了该方法的有效性。

基于实测数据的高速动车组谐波分布特性与概率模型研究

动车组电气负荷建模对牵引供电系统的设计以及电能质量相关问题的评估具有重要意义。本文基于大量实测数据,采用曲线拟合和概率统计方法,针对CRH2-200型高速动车组建立谐波电流模型,模拟受众多随机因素影响的动车组谐波概率分布特征。所建立的仿真算法求解速度快,且结果更接近实际情况。将其与牵引计算程序相结合,可用于构建一个具有快速数据交换能力的实用仿真平台。

基于2m+1点估计法的考虑风力发电接入时电力系统谐波概率潮流算法

谐波概率潮流是评估风电接入对电网运行影响的基础。针对具有间歇性和波动性的风力发电装置接入电网时注入的谐波电流幅值和相位具有不确定性的问题,提出了一种基于2m+1点估计法的谐波概率潮流分析方法。该方法避免建立已知随机变量和待求随机变量之间的解析关系式,也无需已知输入随机变量的概率密度分布,仅根据样本数据的高阶矩构造估计点,得到电网支路谐波电流的期望、方差等统计信息,进而求得电网各支路谐波电流的分布范围。基于实际电网算例对文中所述方法进行验证,结果表明在计算精度相仿的情况下该方法比蒙特卡洛法仿真计算量更少,并且比区间分析法所得的结果更科学、合理。此外,考虑谐波注入源谐波电流幅值和相位的双重不确定性分析所得结果更符合实际情况。

三相桥式整流电路谐波的概率分析

为了抑制谐波干扰,对三相桥式全控整流装置的谐波进行分析和预测,得到三相电压对称与不对称条件下谐波的成分、含量及THD.考虑三相电压不对称实际情况.以指数分布表示三相不平衡因子幅值的概率密度函数,建立了一种关于三相桥式全控整流电路的概率模型.利用此模型对整流装置交流侧电流中的特征谐波与非特征谐波的幅值和相角进行了分析,并采用Monte Carlo方法、电路模型抽样方法与所建立概率模型计算结果进行了对比验证,3种方法得到一致的谐波特性对比结果,验证了所建立概率模型的正确性.

适用于不同随机变量的主动配电网拉丁超立方抽样法概率谐波潮流计算

随着分布式电源的大量接入,不可避免地将大量谐波带入主动配电网,对主动配电网中谐波的特性及谐波在主动配电网中的分布情况进行研究具有重要意义。针对主动配电网,提出了一种适用于不同随机变量的拉丁超立方抽样概率谐波潮流计算方法。介绍了基于回路分析法的基波潮流计算方法以处理主动配电网的弱环网性,为处理主动配电网的PV节点问题,提出了一种严格的PV节点修正方法;针对独立随机变量、相关随机变量及离散数据,分别提出了一种相应的拉丁超立方抽样方法以实现对谐波谱数据的抽样,从而模拟了谐波潮流中的不确定性;基于14节点配电网络进行了算例研究,验证了方法的有效性和可行性。

一种考虑DG参数随机性的改进LHS概率谐波潮流算法

分布式发电(distributed generation,DG)接入规划中需要分析多种工况对电网谐波的影响,计算电网谐波指标约束下的最大接入容量。针对蒙特卡罗概率谐波潮流为保证计算精度需要较大样本数量而存在计算量大的不足,首先采用部分解耦法求解确定性谐波潮流,选择节点电压谐波畸变率在限值附近的样本作为核样本,然后利用重要抽样改进拉丁超立方采样,使得抽取的样本以更大的概率落在关注的参数取值区域,从而缩减了样本数量,进而在IEEE-30节点测试系统验证了所提方法的有效性和正确性。最后通过IEEE-33节点系统的概率型谐波潮流计算分析了DG谐波注入幅值相关性和相角随机性对节点电压畸变率的影响,指出DG接入优化时必须考虑谐波注入幅值相关性和相角随机性。

基于概率谐波电流源的交流电力机车模型研究

本文基于大量实测数据,采用一种改进的最大熵法分析了交流机车负荷谐波的分布特性,并在PSCAD仿真平台上搭建了交流电力机车的等效电流源模型。电流源基波分量以三电平四象限整流桥模拟,用于仿真机车负荷的冲击性以及不对称性对电网的影响。谐波分量则利用MATLAB接口模块实现了概率谐波电流源,考虑了谐波受各种随机因素的影响。由于谐波电流源模型基于实测数据,故仿真结果更接近实际情况。

基于谐波电压畸变率机会约束的光伏极限接入容量计算方法

在考虑光伏电源注入谐波幅值随机性的基础之上,采用机会约束规划来计算分布式光伏电源的极限接入容量。以接入光伏容量最大化为目标函数,节点电压偏差和单次谐波电压畸变率为确定性约束条件,电压总谐波畸变率为机会约束条件,建立光伏极限接入容量计算模型。运用粒子群优化算法对模型进行求解,基于拉丁超立方采样的谐波概率潮流计算结果检验机会约束条件,最后在IEEE 34节点系统通过与确定性规划作比较,验证了所提方法的有效性,为光伏电源接入规划提供了理论依据。

新能源接入背景下的电力系统谐波概率潮流计算方法

针对新能源接入电网时注入的谐波电流具有不确定性的问题,提出了一种基于二点估计法的谐波概率潮流分析方法。根据样本数据的高阶矩构造估计点,得到电网支路谐波电流的期望、方差等统计信息,求得电网各支路谐波电流的分布范围。基于实际电网算例验证结果表明,在计算精度相仿的情况下所提方法比蒙特卡洛法仿真计算量更少,比区间分析法的结果更科学、合理。

基于多尺度量子谐振子算法的相空间概率聚类算法

针对大型集群难以进行任务调度和资源分配的问题,提出一种基于多尺度量子谐振子算法的相空间概率聚类算法(PSPCA-MQHOA)。首先,将集群工作状态投影到相空间中,把复杂的集群工作状态转化为相空间中的点集;进而,将相空间网格化,形成多尺度量子谐振子算法(MQHOA)以处理离散目标函数;最后,利用MQHOA优化过程中波函数变化的概率解释对集群节点进行概率聚类。PSPCA-MQHOA继承了MQHOA物理模型明确、搜索能力强、结果精确等优点,并且由于以相空间作为离散化的目标函数,迭代次数大大减少。实验结果表明PSPCA-MQHOA能适用于多种负载状态的集群。

含双馈异步电机的概率谐波潮流计算

从感应电机电磁关系出发,提出双馈异步电机(DFIG)的谐波等效电路,分析了DFIG在次同步、同步和超同步3种运行方式下发出的谐波含量,建立了DFIG概率谐波潮流计算模型,通过将风电机接入小系统产生并联和串联谐振的仿真,得到风电机发出谐波对小系统的影响。最后根据风电机发出谐波的特点,提出总谐波畸变值的概率密度函数的概念,通过概率谐波潮流计算得到各节点总谐波畸变值的概率密度函数,从而得到DFIG发出谐波对电网的影响。

牵引供电系统建模及其对电网电能质量的影响分析

为分析动车组牵引供电系统谐波对电网的影响,建立真实反映包含动车组的牵引供电系统谐波波动情况的负荷仿真模型,文章基于实测数据提出了一种动车组概率谐波模型快速生成方法,并验证了模型的正确性;在MATLAB/Simulink中搭建了考虑变压器谐波阻抗非线性特性的直供牵引供电系统,仿真分析了动车组数量、位置和电网短路容量对电网电能质量的影响规律,同时给出了定量表达式。在铁路牵引供电系统接入公共电网的时候,基于该定量表达式可快速评估其可能产生的谐波,为后续的谐波治理提供一定的理论依据。

基于优选带宽核密度估计的谐波概率潮流分析方法

为解决蒙特卡罗法的计算效率问题,提出小规模样本仿真与非参数概率密度估计法相结合的谐波概率潮流分析方法。在对核密度函数的带宽选择进行优选设计的基础上,利用核密度估计法对小样本仿真得到的谐波潮流结果集进行概率密度估计,得到受影响电网节点的谐波含量的概率分布。利用Open DSS配电网仿真工具对IEEE 13节点标准配电系统进行仿真实验,通过与蒙特卡罗法进行对比,验证了核密度估计方法的有效性和计算效率;与其他2种带宽选择方法的对比实验表明,所提带宽选择方法具备更好的带宽自适应性,且估计性能更优。

考虑系统参数不确定性的谐波谐振监测点优化配置方法

在考虑电力系统不同类型元件参数取值具有不确定性的前提下,提出一种电力系统潜在并联谐波谐振监测点的优化配置方法。首先,基于谐波谐振模态分析介绍了并联谐波谐振可观性的相关概念;然后,根据不同类型元件参数的随机模型,应用谐波谐振模态分析法和蒙特卡洛法,构建了概率性谐振监测矩阵;进而,定义并量化了谐振可观性指标和可观性-成本权衡因子,并在此基础上提出了谐波谐振监测点优化配置方法。该方法可以使配置方案在所需监测装置数满足投资成本限制的条件下,实现谐波谐振可观性和投资成本经济性两者之间的协调优化。最后,基于IEEE 30节点测试系统对所提方法进行了仿真分析,并将所提方法与传统方法得到的配置结果进行了比较,验证了所提方法的合理性与优越性。

失谐叶盘系统避共振可靠度评估方法

基于振动设计理论,考虑失谐叶盘系统激振频率和模态频率的相关性,提出了1种航空发动机失谐叶盘系统避共振可靠度的计算方法。通过确定性分析和概率分析说明了失谐会增加叶盘系统避共振难度,并得到叶盘系统模态频率的概率分布特性。在此基础上,运用所提出方法,拟合得到失谐叶盘系统的避共振可靠度响应面,进而用该响应面计算不同结构谐波系数下失谐叶盘系统避共振可靠度。将计算结果与蒙特卡洛法及未考虑激振频率和模态频率相关性的传统方法的结果进行对比,验证了所提出方法在失谐叶盘系统避共振可靠性分析中的准确性。