电力系统谐波源识别及谐波责任划分的研究

随着电力系统中非线性负荷的大量使用,系统中的谐波污染也变得越来越严重,谐波不仅会造成用电设备的非正常工作,而且会破坏电网的稳定运行。在实际的配电网系统中往往存在很多的谐波源,所以各母线电压的畸变不是由单一谐波源引起的,而是电网中所有谐波源共同作用的效果。因此,准确划分电力网中各谐波源对公共耦合点母线谐波电压畸变的贡献量是电能质量管理的难点问题。本文对现有的关于配电网中谐波源的识别和定位方法进行了综述,并从定性和定量的角度分析和归纳了这些方法的优缺点。针对利用谐波阻抗识别谐波源时谐波阻抗不易得到的问题,提出了利用改进型偏最小二乘法对谐波阻抗进行估计,用估计值代替实际测量值,再结合阻抗法通过判断谐波电流从那一侧流出的较多来判断主要谐波源,进而达到识别谐波源的目的。同时,由于关注节点的谐波电压可由各谐波电压分相量在其上的投影线性叠加而成,所以系统中关注节点的谐波电压可由各谐波源同次谐波电流的方程表示。在此基础上本文提出了基于改进型偏最小二乘回归的谐波责任划分方法。基于实测数据,对多馈线系统中谐波源负荷各自的谐波责任进行量化,利用在公共连接点测量得到的各次谐波电流和谐波电压,采用改进型偏最小二乘法求得回归系数,再通过谐波电流和回归系数的乘积与谐波电压之间的映射关系对谐波责任进行评估。该方法解决了偏最小二乘法可能会提取与响应无关的成分这一缺陷,不需要选择数据,特别是系统中谐波源个数非常多时,表现更加优异。最后,将系统等效为戴维南等值电路,采用Simulink中的电力系统模块,搭建了相应的仿真模型并进行仿真分析,验证了该方法的有效性。