基于相量量測的電力系統(tǒng)諧波狀態(tài)估計算法研究.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)大量非線性負(fù)載和單相大容量負(fù)荷(電弧爐、電氣化鐵路等)的運行，以及各種電力電子裝置的廣泛應(yīng)用，它們所產(chǎn)生的諧波對電力系統(tǒng)造成的污染也日趨嚴(yán)重。抑制和消除這些諧波、提高電網(wǎng)供電質(zhì)量，已成為電力系統(tǒng)的一個重要研究課題。本文采用諧波狀態(tài)估計方法先得到整個電網(wǎng)諧波分布的估計值，然后用估計結(jié)果判斷實際諧波源的位置，進而確定整個網(wǎng)絡(luò)諧波的有關(guān)信息。
　　 同步相量量測技術(shù)的發(fā)展是諧波狀態(tài)估計技術(shù)實現(xiàn)的前提條件，同時也帶來了量測量

2、、估計模型、求解算法以及可觀性分析等相關(guān)問題的改變。本文首先介紹了諧波狀態(tài)估計的硬件基礎(chǔ)與軟件平臺。接著介紹了諧波狀態(tài)估計的數(shù)學(xué)模型和估計算法，諧波狀態(tài)估計的可觀性分析以及量測配置問題，提出了基于量測方程條件數(shù)最小和序貫搜索的量測配置優(yōu)化算法。針對諧波量測系統(tǒng)成本較高的問題，研究了量測方程欠定情況下的估計算法，并通過模擬仿真和程序進行了驗證。最后介紹了不良數(shù)據(jù)的檢測和辨識方法及其實現(xiàn)步驟。本文的主要工作如下：
　　 ①在量測配置

3、足夠量測的情況下，提出了量測配置的序貫搜索方法，以克服傳統(tǒng)窮盡搜索法搜索過程耗時的缺點。由于諧波量測子站的成本相對較高，提出了最小化量測子站的思想，即對于能夠提供最多量測點的子站以最優(yōu)先的考慮，再結(jié)合可觀性分析算法和量測矩陣條件數(shù)最小的配置思想，得到了系統(tǒng)在完全可觀時的最優(yōu)量測配置，并用最小二乘算法得到了狀態(tài)變量的解；通過在MATLAB7.0環(huán)境下的IEEE-14節(jié)點系統(tǒng)的仿真與編程，驗證了該算法的有效性。
　　 ②研究了量測不

4、足時的諧波狀態(tài)估計算法，根據(jù)諧波源分布的空間稀疏特性，提出了將盲信號處理領(lǐng)域中的稀疏表示算法用于求解量測方程欠定情況下的諧波狀態(tài)估計問題。通過對稀疏表示常用算法的比較，選擇了基追蹤算法為主要的分析方法，并根據(jù)算法特點，設(shè)計了量測配置方案，實現(xiàn)了量測方程欠定意義下的狀態(tài)變量完全可觀測。同時針對量測含噪聲和不含噪聲的情況，設(shè)計了相應(yīng)的優(yōu)化算法。通過對估計算法的編程驗證，該算法在量測方程欠定的情況下所得到的估計結(jié)果雖然沒有在配置足夠時的優(yōu)化算