電網(wǎng)諧波檢測與發(fā)射水平評估方法研究.pdf

1、非線性負(fù)載的廣泛應(yīng)用及分布式電源的增加，導(dǎo)致電網(wǎng)中的諧波污染越來越嚴(yán)重。為了改善電能質(zhì)量，需及時(shí)治理電網(wǎng)中的諧波。諧波治理首先應(yīng)明確諧波污染的責(zé)任歸屬，因此，分別對對供電系統(tǒng)和非線性負(fù)載用戶的諧波發(fā)射水平進(jìn)行評估，及明確各自需要承擔(dān)的諧波污染責(zé)任，成為電網(wǎng)諧波治理的重要任務(wù)。本文分析了既有配電網(wǎng)諧波污染責(zé)任劃分研究的進(jìn)展情況，對既有方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)。在此基礎(chǔ)上，本文提出了改進(jìn)的電力系統(tǒng)諧波污染責(zé)任劃分方法，以便能更好的量化系統(tǒng)側(cè)和

2、用戶側(cè)各自所承擔(dān)的諧波污染責(zé)任。
　　系統(tǒng)和用戶諧波發(fā)射水平的估算依賴于電力系統(tǒng)公共連接點(diǎn)諧波電流和電壓的測量精度。離散傅里葉變換算法簡單并具有較快的計(jì)算速度，是目前電力系統(tǒng)電壓和電流測量最為常用的方法，并被國際電工委員會(Intemational Electro-technical Commission，IEC)推薦。但由于實(shí)際電網(wǎng)中的基波頻率波動等影響，該方法會遇到頻譜泄漏和柵欄效應(yīng)誤差問題。為了提高諧波參數(shù)測量準(zhǔn)確度，本研究

3、對采樣數(shù)據(jù)采用漢寧窗加權(quán)，以更好地抑制頻譜泄漏，然后用插值方法消除柵欄效應(yīng)誤差。漢寧窗插值方法有效提高了電力諧波分析準(zhǔn)確度。
　　針對既有諧波發(fā)射水平估算方法在建模時(shí)自變量之間的多重共線性問題，及變量篩選時(shí)將本該保留的系數(shù)信息誤刪除導(dǎo)致可能接受錯誤結(jié)論并做出錯誤決策的風(fēng)險(xiǎn)不斷增長的問題，本文提出用主成分分析回歸方法解決。首先，將系統(tǒng)和用戶公共連接點(diǎn)處的電壓和電流信號進(jìn)行采樣，然后用漢寧窗插值快速離散傅里葉變換方法對其進(jìn)行分析，得到

4、各次諧波電壓和電流。其次，將各次諧波電壓和諧波電流分別作為因變量和自變量，對自變量進(jìn)行主成分分析，用主成分代替自變量，建立因變量與主成分分量之間的線性回歸方程，利用回歸方法求解出回歸系數(shù)即為系統(tǒng)側(cè)阻抗，跟蹤計(jì)算系統(tǒng)側(cè)和用戶側(cè)各自的諧波貢獻(xiàn)量，從而量化各自諧波污染責(zé)任。主成分分析方法按照各個主成分在總的信息量中占的份額，依次提取對因變量解釋性最強(qiáng)的綜合變量，辯識系統(tǒng)中的信息與噪聲，對變量加強(qiáng)了統(tǒng)計(jì)特性方面的相關(guān)性分析。所以，該方法能有效的

5、解決自變量之間的多重相關(guān)性問題，同時(shí)避免了重要信息被誤刪除，因此能更精確的對諧波發(fā)射水平進(jìn)行估計(jì)。仿真分析和實(shí)驗(yàn)研究驗(yàn)證了本文方法的有效性。
　　由于系統(tǒng)和用戶對公共連接點(diǎn)處諧波的貢獻(xiàn)為矢量，僅根據(jù)兩者在公共連接點(diǎn)的諧波電壓幅值不能完全反映它們各自的諧波污染責(zé)任。因此，本文研究了用戶諧波對公共連接點(diǎn)諧波水平的影響，推導(dǎo)了系統(tǒng)和用戶諧波源對公共連接點(diǎn)處諧波水平的助增/助減作用的判據(jù)。根據(jù)主成分回歸方法得到的系統(tǒng)和用戶的諧波阻抗進(jìn)行相