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。

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。

考虑系统谐波阻抗改变的谐波责任定量划分方法

谐波责任定量划分的关键是谐波阻抗的准确辨识,现有的谐波阻抗辨识研究大都是基于系统谐波阻抗不变的假设,不能完全适应系统谐波阻抗阶段性改变的情况。基于此,提出一种新的谐波责任定量划分方法以适应系统谐波阻抗的改变。首先对谐波电压和谐波电流测量数据进行加窗简化处理,得到系统谐波阻抗的粗估值,利用小波变换模极大值法检测出系统谐波阻抗发生改变的时间,以此对测量数据进行分段处理;然后,对每一段的数据采用稳健整体最小二乘回归对系统谐波阻抗进行精确估计,进而求得每段的谐波责任;最后,采用定义的总谐波责任指标来定量评估谐波源的谐波责任。三馈线系统和IEEE 13节点系统的仿真结果验证了所提方法在系统谐波阻抗改变情况下的有效性和准确性。

基于线性度校验的二元线性回归系统谐波阻抗估计方法

系统谐波阻抗的计算对谐波治理和责任划分有重要意义,该文采用二元线性回归法计算系统谐波阻抗,并针对背景谐波波动令算法失效的问题,提出基于动态窗宽线性显著性校验的筛选算法。采用回归结果进行线性度计算,然后通过各个样本回归的线性度对结果进行筛选,降低背景谐波的影响,消除回归中产生的异常值,筛选出误差最小、线性度最高的结果。筛选过程中根据单次结果动态调整采样窗宽,以获得满足条件的最终样本。通过仿真分析和实际数据的计算,将所提方法与其他方法进行了对比分析,结果表明该方法在用户侧谐波源波动较大的情况下,比其他方法准确度更高,而在背景谐波波动占主导时也有较高精度。

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。

基于波动和相关性复线性回归的系统谐波阻抗计算方法

系统背景谐波波动致系统谐波阻抗难以准确计算,本文基于主导波动、线性度、谐波阻抗不突变特性提出3种数据筛选准则消除背景谐波影响。本文将公共点(point of common coupling,PCC)处电流数据进行分段,由每段数据中电流的方差判断数据波动程度,依据波动程度的不同将数据分成3类。其中的第1类数据判断其电压电流的线性程度,满足线性阀值的数据被认定为存在聚类特性,用复线性最小二乘法计算该类数据的系统谐波阻抗,计算结果按时间排列后进行相互对比,由此判断其差异程度并剔除其中的异常值。所提方法与其他数据筛选方法进行了对比分析,仿真和实际案例结果表明相比于其他方法,本文方法更准确。

基于贝叶斯定理的系统谐波阻抗估计

提出了基于贝叶斯定理计算系统侧谐波阻抗的方法。首先根据最大熵原则,系统侧谐波阻抗的先验分布设为均匀分布;其次利用核密度估计获得停机时刻的真实背景谐波电压的概率分布,从而得到先验阻抗值对应的背景谐波电压条件概率;然后根据贝叶斯定理,利用已求得的条件概率修正先验分布,得到后验分布;最后以损失函数最小化为准则求得系统侧谐波阻抗。该文方法适用于任意背景谐波分布,且背景谐波干扰较大时,仍具有较高的准确性。此外,从概率的角度分析系统侧谐波阻抗,提出利用信息熵减量和可信区间宽度,为计算的可靠性评估提供依据。仿真分析和现场数据计算表明,该文方法具有有效性和准确性。

基于改进FastICA及偏最小二乘法的系统谐波阻抗估计

系统谐波阻抗的精确估计可用于合理区分系统与用户的谐波污染责任。提出一种基于改进快速独立成分分析（Fast ICA）及偏最小二乘法的系统谐波阻抗估计方法。基于公共连接点处的谐波电压和谐波电流数据,采用基于修正的三阶收敛牛顿迭代的Fast ICA算法实现混合信号的分离,相比传统二阶牛顿迭代提高了算法收敛速度;其次,基于解混出的变量,采用偏最小二乘法进行主成分分析求得混合系数,降低了解混变量之间的弱相关性带来的计算误差。最后依据系数间的线性关系计算系统谐波阻抗。仿真和实际案例分析表明,所提方法的系统谐波阻抗估计结果相比现有方法精度更高。

基于子带分量分解与独立分量分析的系统谐波阻抗估计方法

新能源的大量接入使得配电网的谐波污染愈发严重,系统谐波阻抗的精确估计是准确判别谐波责任的关键。新能源并网逆变器发射的谐波与网侧谐波之间存在一定的相关性,导致现有方法的精度降低甚至失效。为此,提出一种基于子带分量分解与独立分量分析的系统谐波阻抗估计方法。首先,通过小波包分解将并网连接点(PCC)处谐波电压、电流的观测信号分成各子带信号,并计算得到各子带的互信息值;然后,选择互信息值最小的子带作为独立子带,并在该子带上通过独立分量分析求得分离矩阵,以实现相关谐波源信号的分离;最后,通过系数矩阵中各元素间的数学关系求得系统谐波阻抗值。仿真分析结果表明:在PCC两侧发射谐波间存在一定相关性的场景下,所提方法能够有效地减小网侧谐波带来的误差,相较于已有方法拥有更好的估计精度与鲁棒性。

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。

基于改进的稳态法测量电力系统谐波阻抗

在实际电力系统运行过程中,三相系统不对称且各相间存在耦合阻抗,应用稳态法不能准确获取系统谐波阻抗,利用相模变换改进的稳态法来测量谐波阻抗。首先求取相模变换矩阵改进稳态法,将三相电力系统的三组可测数据解耦为单变量数据,简化计算过程。其次,在Matlab/Simulink中分别建立单相仿真模型和存在耦合阻抗且不对称运行的三相仿真模型,对比研究稳态法与改进的稳态法计算系统侧谐波阻抗。实验表明改进后的稳态法测量三相系统谐波阻抗,提高了测量准确率,并简化了计算过程。

基于混合寻优算法及分离一致性判断的系统谐波阻抗估计

针对独立成分分析方法中源信号非独立性引起的估计误差,提出一种基于混合寻优及分离一致性判断的系统谐波阻抗估计方法。首先对公共连接点谐波电压和谐波电流测量数据进行中心化与白化处理。其次,采用混沌映射获得初试解位置,以负熵最大作为目标函数,采用生物地理学-增强烟花混合算法寻优获得分离矩阵。进一步进行分离一致性判断,得到具有较好独立性的分离矩阵。最后采用最小二乘法计算得到系统谐波阻抗。仿真和工程实例验证了所提方法与其他ICA算法相比具有更好的估计精度。

基于粒子群独立成分分析的系统谐波阻抗估计

为提升系统谐波阻抗估计结果的准确性,提出一种基于粒子群独立成分分析的估计方法。首先,在粒子群寻优过程中扭曲粒子位置,以避免算法陷入局部最优。其次,通过经修正的粒子群优化算法对谐波源发射谐波电流间的负熵进行寻优,以从PCC处谐波电压与谐波电流观测信号中准确分离出PCC两侧谐波源的谐波电流信号。最后,考虑到解释变量间存在的相关性,通过偏最小二乘法回归出系数矩阵,并根据系数间对应关系计算出系统谐波阻抗值。实际案例与仿真分析的结果验证了所提方法的有效性。

基于改进的稳态法获取三相系统谐波阻抗

在三相电力系统,当各相间存在耦合阻抗以及三相系统不对称运行时,应用稳态法和瞬态法不能获取准确的谐波阻抗,本文提出改进的稳态法来获取系统侧谐波阻抗。首先求取相模变换矩阵,将三组可测数据解耦成单变量数据,简化计算过程;其次,在MATLAB/Simulink中建立单相仿真模型,对稳态法和瞬态法进行对比;第三,建立存在耦合阻抗且不对称运行的三相仿真模型,应用稳态法与改进的稳态法计算系统侧谐波阻抗。实验表明稳态法比瞬态法获取阻抗值更加准确,且受干扰因素较少;选择稳态法获取系统侧谐波阻抗,经相模变换改进后,提高了准确率,并简化了计算过程。

基于偏最小二乘回归的系统谐波阻抗及用户谐波发射水平的估计方法

当代社会的发展和人民生活已经离不开电力系统的良好运行,然而随着电力市场的不断发展,电力企业对供电电能的质量控制却依然存在着许多问题,社会各界都对电能质量的要求越来越高。因此,电力部门不仅要满足当前社会各界对电能需求量越来越大的要求,还要满足其渴望使用更高质量电能的要求,为社会各界提供更加安全、可靠、清洁的电力能源已经成为了电力部门当前进步的主要方向,也是实现提高电力部门社会和经济效益目标的主要途径。为了保证供电电能的可靠性、电能质量和服务水平,控制公用电网中的谐波污染,本文将具体分析基于偏最小二乘回归的系统谢波阻抗以及用户谐波发射水平的估计方法的可能性。

基于稳健回归的系统谐波阻抗及用户谐波发射水平的估计方法

该文提出了一种基于稳健回归的系统谐波阻抗及用户谐波发射水平的评估方法,即通过对系统公共连接点的同步测量,获取系统中谐波电流、电压信号,并利用复加权最小二乘迭代法计算出谐波回归系数;然后以上次迭代残差函数作为权重,并将Huber函数当做影响函数,进行加权迭代计算,这样能够避免或减少回归系数受奇异值的影响;系统谐波阻抗有回归系数映射出,同时对用户谐波发射水平实施跟踪计算,以此就能对系统谐波阻抗及用户谐波发射水平进行准确的评估。另外,通过相应的仿真实验、实例分析,验证了这种评估方法的可行性。

基于二元线性回归的系统谐波阻抗及用户谐波发射水平的估算方法

随着我国社会经济的快速发展,电力事业得到了长足的发展,各行各业对电力的需求量逐渐增多,电网的规模也逐渐扩大。在电网运行过程中,谐波不仅增加了电网运行的损耗,更对电网系统运行的安全与稳定造成很大影响。为了加强对电网谐波的管理,满足电力企业与用户双方的利益,首先需要对系统谐波阻抗、用户谐波发射水平进行准确的估算。该文提出了一种基于二元线性回归的估算方式。首先对公共连接点各次谐波电压与电流信号进行准确的测量,然后通过二次线性回归法,得出系统谐波阻抗值,最后估算出用户谐波发射水平。另外,该文还通过仿真实验、工程实例分析验证了该估算方法的有效性,希望对有关领域的工作者提供参考。

基于改进贝叶斯的新能源场站并网处系统谐波阻抗估计

随着“双碳”目标的推进,大规模新能源并网使电网背景谐波呈现强波动性,导致现有系统谐波阻抗估计方法精确度降低,进而影响谐波主导扰动源定位与后续针对性治理。因此,针对新能源场站并网场景,研究系统谐波阻抗的精确估计对解决电网谐波污染问题有重要意义。从数据驱动的角度出发,在新能源场站并网点建立了谐波阻抗评估模型。首先,针对背景谐波波动干扰的非理想条件,引入伊潘涅切科夫核函数拟合背景谐波电压的概率密度函数;其次,对于系统侧谐波阻抗值的估计,提出了基于改进贝叶斯的谐波阻抗估计方法,应用贝叶斯方法评估谐波阻抗时,基于熵最大原则和自分析法确定先验均匀分布区间范围;然后,针对样本容量过大导致估计过程耗时较长的问题,提出了基于最大最小优化拉丁超立方体采样法对公共连接点(point of common coupling,PCC)的数据样本进行筛选;最后,通过MATLAB/Simulink仿真分析的计算,验证了所提系统侧阻抗估计方法在背景谐波波动干扰时具有较高精度。

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。