多諧波源系統(tǒng)中諧波責(zé)任的量化研究.pdf

1、隨著分布式諧波源負(fù)荷的大量涌現(xiàn)，電力系統(tǒng)的諧波問題日益引起廣泛關(guān)注。各種諧波源向電力系統(tǒng)注入高次諧波，影響到整個電氣環(huán)境，造成諸多危害。伴隨著電力市場的快速發(fā)展，僅靠強(qiáng)制拉閘來限定超標(biāo)用戶的諧波注入量，是行不通的。為了更有效地控制電網(wǎng)中的諧波，國際上提出了“獎懲性方案”。該方案提出以后，國內(nèi)外科技工作者在諧波源辨識領(lǐng)域作了很多有益的探索。其研究成果主要集中于區(qū)分系統(tǒng)側(cè)和用戶側(cè)在公共連接點(diǎn)(PCC)處的諧波影響，對單個諧波源的諧波發(fā)射水平

2、進(jìn)行評估。但在實(shí)際系統(tǒng)中，公共連接點(diǎn)處的諧波問題往往是由多個諧波源負(fù)荷共同作用產(chǎn)生的。為了避免電能質(zhì)量糾紛和有效控制電力網(wǎng)諧波，客觀上要求對多個諧波源負(fù)荷各自的諧波責(zé)任進(jìn)行區(qū)分和量化。目前，這方面的研究資料還比較少。多諧波源系統(tǒng)中諧波責(zé)任的區(qū)分與量化是諧波源辨識領(lǐng)域的一個重要發(fā)展方向。它將為建立公平有效的諧波獎懲機(jī)制來限制和治理諧波污染奠定理論基礎(chǔ)，并有望為我國智能化電網(wǎng)中用戶側(cè)電能質(zhì)量的智能化進(jìn)展做出貢獻(xiàn)。
　　 本文對多諧波

3、源的諧波責(zé)任劃分問題展開研究?；趯?shí)測數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)中多個諧波源負(fù)荷各自的諧波責(zé)任進(jìn)行量化。在某次諧波頻率下，單個諧波源對關(guān)注節(jié)點(diǎn)的諧波影響，可通過該諧波源在關(guān)注節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的諧波電壓在該節(jié)點(diǎn)總諧波電壓上的投影表示?；诖?，本文給出了諧波責(zé)任劃分的理論依據(jù)，定義了諧波責(zé)任指標(biāo)因子。借助諧波阻抗，該指標(biāo)因子可以表示為關(guān)注節(jié)點(diǎn)諧波電壓和潛在諧波源負(fù)荷諧波電流的組合形式。在此基礎(chǔ)上，直接從實(shí)測數(shù)據(jù)出發(fā)，提取關(guān)鍵信息，尋找二者之間的統(tǒng)計(jì)性相關(guān)規(guī)律，建

4、立兩者之間的映射關(guān)系?；贛估計(jì)穩(wěn)健回歸和偏最小二乘回歸，本研究提出了兩種諧波責(zé)任評估方法。具體如下:
　　 (1)M估計(jì)穩(wěn)健回歸評估方法，根據(jù)諧波各相量之間的關(guān)系，經(jīng)過數(shù)學(xué)推導(dǎo)和變換，在數(shù)據(jù)選擇的基礎(chǔ)上，利用穩(wěn)健回歸的估計(jì)參數(shù)求解諧波責(zé)任指標(biāo)因子。該方法采用反復(fù)加權(quán)最小二乘迭代的方式求解回歸參數(shù)，克服了普通最小二乘法對異常值敏感、參數(shù)估計(jì)易受破壞的不足，使得回歸估計(jì)更加穩(wěn)健。仿真分析和實(shí)際算例均驗(yàn)證了該方法的有效性以及相對于傳

5、統(tǒng)最小二乘法的優(yōu)越性。
　　 (2)偏最小二乘回歸評估方法，在分析諧波電壓、電流相量關(guān)系的基礎(chǔ)上，從數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)特性的角度，建立了關(guān)注節(jié)點(diǎn)諧波電壓對潛在諧波源負(fù)荷諧波電流的偏最小二乘回歸方程。進(jìn)而利用回歸系數(shù)評估諧波責(zé)任。該方法無需數(shù)據(jù)選擇，適用廣泛。特別是當(dāng)諧波源個數(shù)較多時，表現(xiàn)優(yōu)異。
　　 (3)文章還探討了多饋線系統(tǒng)中諧波責(zé)任的劃分問題。針對如何區(qū)分各條饋線所接諧波源負(fù)荷對母線PCC點(diǎn)諧波電壓的相對貢獻(xiàn)大小問題，進(jìn)行了

6、系統(tǒng)建模。在諧波頻率下，將其等效為戴維南等值電路。單饋線諧波源在PCC點(diǎn)產(chǎn)生的諧波電壓可用其自身發(fā)射的諧波電流與對應(yīng)阻抗的乘積表示。據(jù)此，給出了諧波責(zé)任劃分的理論依據(jù)。定義了諧波“理論電流”和“實(shí)際電流”的概念，分析了二者的關(guān)聯(lián)規(guī)律及其在評估精度上的差異。驗(yàn)證了所提方法在該領(lǐng)域的有效性。研究表明，偏最小二乘回歸方法性能優(yōu)越，適合在實(shí)際中推廣應(yīng)用。
　　 另外，基于本文所做的理論研究開發(fā)了諧波責(zé)任評估軟件。軟硬件結(jié)合，探索了其在工