考虑谐波严重程度的长时间尺度谐波责任划分方法

针对现有谐波责任划分方法未考虑不同谐波严重程度下责任所造成的实际影响差异,提出一种考虑谐波严重程度的长时间尺度谐波责任划分方法。考虑谐波数值分布与变化趋势两方面因素划分工况,并计算各工况综合权重量化谐波严重程度;基于典型相关性分析原理筛选长时间尺度数据,并根据谐波责任定义式估算谐波责任;结合上述综合权重获取长时间尺度综合谐波责任划分指标;采用仿真算例与实测数据进行验证,与传统方法相比,所提方法可反映各谐波源在长时间尺度下不同次数谐波造成的累计影响,更适用于谐波精准治理与公平奖惩工作。

基于DBSCAN聚类和区间回归的多谐波责任划分

在背景谐波阻抗变化和背景谐波电压波动的情况下,传统谐波责任划分方法难以适用于现有的统计型谐波监测数据,提出一种背景谐波变化下基于监测数据的多谐波责任划分方法。首先,构建谐波监测数据区间样本集,并建立背景谐波变化下的多谐波源区间谐波责任划分数学模型;其次,利用基于密度的聚类算法(DBSCAN)将采集到的统计型谐波数据集以簇为评价周期进行场景划分,并采用滑窗动态相关性分析方法筛选出满足线性关系阈值要求的数据;最后,利用基于参数化回归算法(PM)的区间线性进行方程参数计算并获取最佳样本划分方案,在构造的区间谐波责任划分基础上计算中长期时间范畴的谐波责任。利用实际电网中的谐波监测数据对所提方法进行验证,验证了该方法能利用现有的统计型谐波监测数据在背景谐波变化的情况下对每个谐波源进行合理时间尺度的谐波责任划分,可为实际电力系统运行过程中的多谐波责任划分提供一种新的思路。

基于负荷等值阻抗参数的谐波责任划分方法

针对传统谐波责任划分方法难以完全克服背景谐波与系统侧谐波阻抗等参数变化影响、缺乏对不同频次谐波责任的统筹考虑等不足,针对单母线下各馈线的谐波责任分摊问题,根据非线性负荷产生谐波的机理,提出了基于负荷等值阻抗参数的谐波责任划分指标。进一步地,针对目前负荷等值阻抗参数辨识方法存在因分母过零点而产生的异常值问题,提出两点式负荷阻抗参数估算方程,以实现三相对称负荷参数的准确辨识为谐波责任的划分奠定应用基础。最后,通过算例分析,验证了该方法的可行性与有效性。

采用线性动态聚类的谐波责任区间估计

传统的谐波责任分摊方法需要采用专门设备同步测量谐波电压和多个用户的谐波电流,工程应用受到限制。该文采用谐波监测装置的非同步量测数据,提出一种基于区间型监测数据的多谐波源谐波责任分摊方法。首先,根据现有谐波监测数据构建区间监测样本,通过基于参数化回归的线性动态聚类算法划分谐波源的运行场景,以保证每一场景下的谐波阻抗与背景谐波电压的波动均维持在较小范围内;其后,构建区间型谐波责任量化方程,并利用相关性数据选择方法辨识区间参数;最后,提出一种谐波责任区间指标,定量评估谐波源的谐波责任。通过仿真与算例验证,验证了该文方法的可行性及有效性。

基于改进型偏最小二乘法的谐波责任划分

采用改进型偏最小二乘法对谐波责任进行划分。首先由快速傅里叶变换求出公共连接点的各次谐波电压和电流;然后通过改进型偏最小二乘法得到回归系数;最后将得到的回归系数与谐波电流相乘,通过谐波电压和乘积的相互关系评估谐波责任。使用此方法可以消除偏最小二乘法的缺陷,提取无用的响应成分。同时此方法无须进行特殊数据的筛选。对IEEE13节点系统进行仿真,验证了该方法的有效性。

基于变异系数特征的配电网谐波责任评估方法

随着大量分布式新能源和电力电子设备并入配电网,系统谐波污染问题愈发严重,判别用户与系统在公共耦合点(PCC)处的谐波责任是谐波治理的重要前提。分布式新能源逆变系统的等效输出谐波阻抗非远大于系统谐波阻抗,导致已有谐波责任评估方法精度降低甚至失效。针对此问题,提出了一种基于系统谐波阻抗变异系数特征的配电网谐波责任评估方法。为了精准表征稳定运行状态下系统谐波阻抗波动的平缓特性,采用了变异系数来衡量系统侧谐波阻抗的波动程度,并以变异系数最小为目标建立了最优化模型;进而通过粒子群算法求解该模型从而获得系统侧谐波电压并进一步计算出系统谐波阻抗值,以实现该测量周期内PCC处谐波责任的量化区分。通过诺顿等效电路模型、三馈线模型、分布式新能源并网模型等3种场景验证了所提方法的有效性。

基于复线性最小二乘法的谐波责任定量划分

定量划分各主要谐波源在特定母线上的谐波责任是电能质量管理的一项重要任务。该文提出一种基于复线性最小二乘原理的等效谐波阻抗和背景谐波电压计算方法,由此可定量划分谐波源对关注母线谐波责任。不同于传统的将复数实部和虚部分开计算方法,复线性最小二乘法通过直接在复数域内求解误差模的平方和最小值,得到了真实的最小二乘解。在此基础上,利用基于内积理论推导谐波责任定量划分的计算公式,量化了谐波源对关注母线的谐波责任。对IEEE14节点系统进行仿真计算,并与现有方法相比,证明了所提方法计算更简单,结果更准确,易于在工程中实现。

考虑背景谐波电压变化的多谐波源谐波责任划分

提出了一种考虑背景谐波电压变化的多谐波源谐波责任划分方法。首先,利用主导波动量法估算出系统侧谐波阻抗,然后根据背景谐波电压的波动情况,采用均值漂移算法对背景谐波电压数据进行聚类处理,按照电压值分为不同的数据段。最后,利用偏最小二乘法计算各个数据段谐波责任,加权求和得到关注时间段的谐波责任。为验证方法的有效性,分别在实验电路和IEEE 13节点测试系统上进行仿真分析,结果表明,所提方法提高了谐波责任划分的准确度,能有效克服背景谐波电压变化对责任划分的影响。

电能质量数据交换格式下的谐波责任估计

定量划分各主要谐波源在特定母线上的谐波责任是电能质量管理的一项重要任务。该文从理论上证明了谐波电流责任指标与谐波电压责任指标是不一致的,考虑到电网责任,选择谐波电压责任指标来衡量谐波污染责任。考虑到目前电网电能质量监测系统只提供电压、电流统计值的实际情况,提出了一种基于电能质量数据交换格式下的谐波污染责任定量估计算法。与传统的基于瞬时值的谐波污染责任划分方法不同,提出的方法可以利用目前的电能质量监测系统实现日常的谐波污染责任监测。

考虑背景谐波波动的谐波责任划分方法

充分考虑背景谐波波动对谐波责任划分的影响,提出用主导波动量法和分位数回归法相结合的方法来进行谐波责任划分。采用主导波动量法筛选用户主导的波动量样本准确地估计背景谐波阻抗,消除背景谐波波动带来的影响。然后将谐波责任划分问题转化为回归方程截距的求取问题,在此基础上,采用分位数回归法实现了背景谐波波动情况下谐波责任的准确划分。所提方法稳健性强,并充分利用了背景谐波电流的波动规律。在IEEE 13节点系统中进行仿真分析,结果验证了所提方法在背景谐波波动的工况下具有准确性高和适应性强的优点。

谐波责任统计特征计算方法

谐波责任的研究有利于完善电力系统谐波的管理。以往的谐波责任研究侧重于探讨谐波责任的衡量指标和样本谐波责任的计算方法,并未涉及谐波责任统计特征的计算,而谐波责任统计特征是电能质量经济性评估的关键指标。该文提出了核密度估计方法以逼近概率密度函数,实现了基于重要抽样蒙特卡洛法的谐波责任抽样,构建了谐波责任统计特征与抽样谐波责任的函数关系,最终实现了谐波责任统计特征的计算。仿真算例与实测数据表明,与直接通过原始数据计算样本均值和标准差相比,抽样谐波责任的均值和标准差结果更为准确,更适合应用于电能质量的经济性评估。

部分线性核估计方法在谐波责任分摊问题中的应用

准确评估公共连接点处的背景谐波电压和等效谐波阻抗是研究谐波责任分摊问题的前提。为准确评估背景谐波电压波动情况下受关注谐波源分摊的谐波责任,文中研究应用了部分线性核估计方法。为求解背景谐波电压,将背景谐波电压在受关注时段内的某一时刻按照泰勒级数展开,并把高阶项看做误差项,为保证求解的准确性,选取的目标函数在误差平方和最小的基础上考虑了展开时刻的有效邻域范围和各误差项所占权重不同对估计的影响,并利用窗宽参数控制展开时刻的邻域范围和对应误差项所占权重的大小。利用IEEE 14节点系统进行了仿真验证,并将计算结果与两种线性方法进行了比较,证明了该方法的有效性。

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。

基于波形匹配的谐波责任划分方法

为了对公共连接点的谐波责任进行量化,提出了一种基于波形匹配的谐波责任划分方法。首先建立谐波电压幅值与谐波电流幅值的线性回归方程模型,规避了对谐波相角的直接测量。考虑到背景谐波波动会对方程求解带来误差,利用动态时间弯曲距离对关注时间段的谐波数据进行滑动分析,筛选出谐波电压与电流相似度较高的子序列。运用最小二乘法对筛选出的子序列进行回归计算求得系统侧等效谐波阻抗,进而计算用户侧谐波电压责任。仿真分析与实际工程分析的结果说明了所述方法能够抑制背景谐波波动的影响,相比于已有方法具有较高的准确性。

谐波责任定量评估的邻域多点测量方法

准确计算公共连接点处系统侧等效谐波阻抗是谐波污染责任定量划分的前提。为进一步提高计算等效谐波阻抗的准确性,提出了邻域多点测量方法。该方法通过测量关注母线邻域内的主要谐波源信息,解释了背景谐波电压的大部分组成,降低了回归模型中常数项的波动性,从而构建了更为准确计算等效谐波阻抗的复数域线性回归模型。由于邻域内各主要谐波源的谐波电流产生交互影响,回归模型可能存在较为严重的相关性,因此复数域线性回归模型无法通过常规的最小二乘方法求解。仿照实数域偏最小二乘方法的构造,理论推导了复数域偏最小二乘方法,实现了带严重自相关性的复数域线性回归模型计算。采用IEEE 14节点系统进行仿真,结果表明与传统方法相比,所提方法能够得到更加准确的谐波责任估计。

基于核独立分量分析的谐波责任划分

为了更加准确地划分公共连接点的谐波责任,提出了一种基于核独立分量分析划分谐波责任的方法。首先采用核主分量分析算法对观测值进行白化和去均值处理,观测值的非高斯性增强;然后利用独立分量分析算法对处理后的观测值进行盲源分离,得到谐波电流和谐波阻抗估计值;最后根据谐波责任计算公式求得各谐波源对关注母线的谐波责任。在IEEE14节点配电系统上进行仿真测试,结果表明,本文方法与仅用独立分量分析方法相比,本文所提方法估计结果更准确。

基于联合对角化法与数据筛选的谐波责任划分

针对背景谐波波动的随机性,为了更加准确地划分谐波责任,考虑到谐波阻抗的符号特性和电力系统中系统侧谐波阻抗远远小于用户侧谐波阻抗的实际情况,在联合对角化法的基础上,提出了一套数据筛选准则。利用联合对角化法对谐波电压和谐波电流进行分解,得到混合矩阵;分别通过符号判别法和比例系数法纠正次序不确定性和幅值不确定性;应用数据筛选准则得到谐波阻抗;根据谐波责任定义式估算谐波责任。对IEEE 13节点系统进行仿真测试和实测数据分析,结果表明:与传统方法相比,所提方法的估算精度和适应性更好。

参考阻抗法评定谐波责任的敏感性分析

如何量化电网各谐波源的谐波污染责任并建立公平有效的谐波奖惩机制成为谐波分析和治理的首要问题。文中基于诺顿等效电路定义一种评估谐波污染的定量指标,并引入参考阻抗法的概念,将阻抗变化转换为等值电流源的变化。某牵引变电站的实测数据证明该方法误差较小,不仅能正确检测出主导谐波源,而且能量化双方的谐波责任并确保双方只承担各自应该承担的责任,对谐波奖惩机制的应用具有一定指导意义。

基于监测数据相关性分析的用户谐波责任划分方法

针对传统谐波责任划分方法无法实现长时间尺度的动态责任划分,需要专门量测,无法利用现有监测系统数据,以及无法划分同一馈线各用户谐波责任等缺点,提出一种基于监测数据相关性分析的用户谐波责任划分方法。首先,计算电能质量监测系统中谐波电压数据序列与用电信息采集系统中各用户平均有功功率数据序列的典则相关系数,将公共连接点谐波责任划分为背景谐波责任与所关注用户谐波责任;其次,计算谐波电压与各用户有功功率的动态扭曲相关系数,用于反映各用户用电行为与公共连接点谐波电压畸变的关联关系;最后,构造并计算同时考虑关联关系、用户用电容量的长时间尺度谐波责任划分指标。利用实际监测系统中的数据验证了所提方法的有效性和实用性,能基于现有监测数据实现馈线上每个用户的长时间尺度动态谐波责任划分。

背景谐波波动情况下的谐波责任定量计算

谐波污染给电力系统带来多方面的危害,对污染责任进行定量划分已经成为电能质量管理中刻不容缓的问题。已有文献主要针对背景谐波不变的情况,而实际中背景谐波是随时间发生变化的。文章提出了细分复数域极大似然估计方法,实现了在背景谐波波动情况下等效谐波阻抗的准确计算,并进而定量确定关注谐波源对特定母线的谐波污染责任。通过将波动的背景谐波细分成变化分量和近似不变分量,推导得到了以矩阵语言表达的细分复数域极大似然估计方法。对IEEE 14节点系统进行仿真,结果表明所提方法在背景谐波波动情况下计算关注谐波源对特定母线的谐波污染责任是有效的。