电力系统谐波源定位方法述评
电力系统中谐波问题如何治理
电力系统中谐波问题如何治理在当今的电力系统中，谐波问题日益凸显，给电力设备的正常运行和电力质量带来了诸多挑战。
那么，究竟什么是谐波？它又是如何产生的？更重要的是，我们应该如何有效地治理它呢？首先，让我们来了解一下谐波的概念。
简单来说，谐波是指在电力系统中，电流或电压的频率不是基波频率（通常为 50Hz 或 60Hz）整数倍的分量。
这些谐波分量会导致电力系统中的电流和电压波形发生畸变，从而影响电力设备的性能和使用寿命。
谐波的产生原因是多种多样的。
其中，电力电子设备的广泛应用是主要原因之一。
例如，变频器、整流器、逆变器等在工作时会产生大量的谐波电流注入到电力系统中。
此外，电弧炉、电焊机等非线性负载也会产生谐波。
那么，谐波问题会给电力系统带来哪些危害呢？一方面，它会增加电力设备的损耗，导致设备发热、效率降低，缩短设备的使用寿命。
例如，变压器在谐波的作用下，铁芯损耗会显著增加，容易出现过热现象。
另一方面，谐波会影响电力系统的稳定性，可能导致继电保护装置误动作，影响电力系统的安全可靠运行。
同时，谐波还会对通信系统产生干扰，影响通信质量。
既然谐波问题如此严重，我们应该如何治理呢？目前，主要的治理方法可以分为无源滤波和有源滤波两大类。
无源滤波是一种传统的谐波治理方法，它通过电感、电容等无源元件组成滤波器，对特定频率的谐波进行滤波。
无源滤波器结构简单、成本较低，但存在一些局限性。
例如，它的滤波效果容易受到系统参数变化的影响，而且只能对固定频率的谐波进行有效滤波。
有源滤波则是一种较为先进的谐波治理技术。
它通过实时检测电力系统中的谐波电流，并产生与之大小相等、方向相反的补偿电流注入到系统中，从而实现谐波的动态补偿。
有源滤波器具有响应速度快、滤波效果好、能够适应系统参数变化等优点，但成本相对较高。
除了滤波技术，改善电力系统的设计和运行管理也是治理谐波的重要措施。
在电力系统规划和设计阶段，应合理选择电力设备，尽量减少非线性负载的接入。
谐波检测方法
谐波检测方法谐波是指在正弦波中，频率是基波频率的整数倍的波。
在电力系统中，谐波是一种常见的问题，它会导致电气设备的过热、损坏甚至系统的不稳定。
因此，对谐波进行有效的检测和分析是非常重要的。
本文将介绍几种常见的谐波检测方法。
首先，最常用的方法是使用谐波分析仪进行检测。
谐波分析仪是一种专门用于检测电力系统中谐波的仪器，它可以测量各次谐波的幅值、相位和频率，帮助工程师们全面了解系统中的谐波情况。
通过谐波分析仪的检测数据，可以快速准确地定位谐波源，并采取相应的措施进行治理。
其次，另一种常见的谐波检测方法是使用数字保护装置进行在线监测。
数字保护装置在电力系统中起着重要的作用，它不仅可以对系统的电气参数进行监测和保护，还可以实时检测系统中的谐波情况。
通过数字保护装置的在线监测，工程师们可以及时发现系统中的谐波问题，并进行相应的调整和控制，确保系统的安全稳定运行。
另外，还有一种比较简单粗暴的方法是使用示波器进行检测。
示波器是一种常见的通用仪器，它可以显示电压和电流随时间变化的波形图像。
通过观察波形图像，工程师们可以初步判断系统中是否存在谐波，并大致了解谐波的频率和幅值。
虽然示波器不能像谐波分析仪那样精确地测量各次谐波的参数，但在一些简单的情况下，也可以发挥一定的作用。
最后，还有一种比较新颖的方法是使用智能电网技术进行谐波检测。
智能电网技术是近年来发展起来的一种新型技术，它可以实现对电力系统的智能监测和控制。
通过智能电网技术，工程师们可以实时监测系统中的谐波情况，并利用智能算法进行分析和预测，为系统的稳定运行提供有力的支持。
总之，谐波检测是电力系统中非常重要的一环，它关乎着系统的安全稳定运行。
针对不同的情况，工程师们可以选择合适的方法进行谐波检测，及时发现和解决系统中的谐波问题，保障电力系统的正常运行。
希望本文介绍的几种谐波检测方法能够为工程师们在实际工作中提供一定的参考和帮助。
谐波治理的基本方法和措施_概述及解释说明
谐波治理的基本方法和措施概述及解释说明1. 引言1.1 概述谐波是指在电力系统或其他电气设备中频率为基波频率的整数倍的波动。
谐波问题已经成为现代电力系统和工业生产中普遍存在的一个难题，它会导致电能质量下降、设备寿命缩短、甚至引发系统故障等负面影响。
因此，探索谐波治理的基本方法和措施对于确保电网稳定运行和提高供电可靠性至关重要。
1.2 文章结构本文旨在对谐波治理的基本方法和措施进行概述并进行解释说明。
首先，在第2节中，我们将介绍谐波治理的概念及其基本方法。
然后，在第3节中，将详细讨论谐波治理方法的具体实施步骤，以帮助读者全面了解如何进行谐波治理。
接下来，在第4节中，我们将通过分析实例和进行案例研究来进一步加深对谐波治理的认识。
最后，在第5节中，我们将总结文章并展望未来谐波治理发展的趋势与挑战。
1.3 目的文章旨在向读者介绍谐波治理的基本方法和措施，并详细说明实施这些方法和措施的具体步骤。
通过对谐波问题的深入解析和案例研究，希望能提供给读者一些实用的指导和经验，以便在实际工程中有效地解决谐波问题。
此外，文章还将展望未来谐波治理发展的趋势，并指出可能面临的挑战，旨在激发学术界和工程界进一步研究与探索谐波治理领域。
2. 谐波治理的基本方法和措施2.1 谐波治理概述谐波是指电力系统中频率为基波频率整数倍的非线性电流或电压成分。
过多的谐波对电力设备和系统会造成损坏，因此需要采取一系列方法来进行谐波治理。
本节将介绍谐波治理的基本方法和措施。
2.2 方法一：滤波器应用滤波器是最常见也是最有效的谐波治理方法之一。
滤波器可以选择性地通过或阻挡特定频率的谐波成分，从而达到谐波抑制的效果。
常见的滤波器包括被动滤波器和主动滤波器。
被动滤波器是一种简单且经济实用的滤除谐波单元的方法。
它通常由电感、电容和电阻组成，并与系统并联或串联连接。
被动滤波器具有固定衰减特性，在设计时需要根据不同情况选择合适的参数。
主动滤波器则利用控制技术实现对特定频率的反相干扰信号，以达到抵消谐振效应的目标。
基于阻抗约束的谐波溯源方法
基于阻抗约束的谐波溯源方法随着电力系统的发展，电气设备的使用越来越广泛，电力质量问题也日益突出。
谐波问题是导致电力质量下降的主要原因之一。
谐波溯源成为电网谐波治理的重要方法之一，也是当前研究热点之一。
而基于阻抗约束的谐波溯源方法是目前应用最广泛的溯源方法之一。
本文针对基于阻抗约束的谐波溯源方法进行详细介绍。
首先介绍了谐波的概念以及在电力系统中的影响。
然后介绍了谐波溯源的基本原理和现有的谐波溯源方法。
接着，详细介绍了基于阻抗约束的谐波溯源方法的原理和流程，并分析了其优点和不足之处。
结合实例分析了该方法在实际应用中的效果。
一、谐波及其影响谐波是指周期性的波形分量，其频率是基波频率的整数倍。
在电力系统中，谐波主要来自于负载非线性特性和电力设备的电磁干扰等因素。
谐波会对电力系统产生一系列影响，包括但不限于：1.导致电网电压失真，影响电器的正常工作。
2.引起电力设备热态失衡，导致电力设备的寿命缩短。
3.加剧电网过载，影响电网运行的安全和稳定性。
二、谐波溯源方法谐波溯源是通过一系列的数据处理手段，确定谐波的源头及其特征，以便针对性地采取解决谐波问题的措施。
现有的谐波溯源方法包括基于时间域的方法、基于频域的方法、基于小波分析的方法等，各自的方法具有一定的适用范围和不足之处。
三、基于阻抗约束的谐波溯源方法原理及流程基于阻抗约束的谐波溯源方法是一种基于频域的谐波溯源方法，其基本原理是采用阻抗匹配的思想，在电网各节点处提取特征阻抗，并通过特征阻抗的变化来确定谐波源头。
其流程如下：1.建立电路模型。
2.在各节点处采集电压、电流数据，并进行功率谐波分析。
3.计算各节点的特征阻抗值，为求解谐波源头提供依据。
4.通过特征阻抗的变化来确定谐波源头，并对其进行确认。
5.采取措施对谐波源头进行控制或消除。
四、基于阻抗约束的谐波溯源方法的优点和不足之处优点：1.该方法实现简便，在使用上不需要复杂的仪器设备支持，也不要求高超的技术操作水平。
浅析电网谐波源讨论和研究方法
浅析电网谐波源讨论和研究方法[摘要]谐波源负荷形成的谐波可能对于供电网络产生很大污染，影响供电网络设施的有效运转，增大设施损坏，并且造成计算失误，容易影响电力单位经营利益。
本文通过对谐波源的危害和治理过程中存在的困难分析，探讨了电网谐波源治理的技术和管理措施，以供参考。
【关键词】电网谐波源；治理技术；管理措施一、谐波源的害处讨论纳入公共供电网络的谐波电流源对供电网络加入高次谐波电流，它们在供电设施的阻抗中形成高次谐波电压降，让供电网络电压的正弦波形产生变化，变化之后的电压也将让线状耗电负荷纳入高次谐波电流，传送与增加谐波污染。
谐波污染对于公共供电网络的基本影响为：（1）谐波电流让供电路线、供电设备、用电设备、变压设备形成额外耗损、度数增大，造成网络损耗增加，并且让供电设备、用电设备、变压设备共振与杂音增多。
（2）让异步用电设备的转矩外形产生很大变化，无法实现规定速度运转，造成客户的异步用电设备大量破坏。
（3）谐波将造成电容设备振动，导致谐波电流变大，设施无法开始运转;增大材质部分耗损，让电容设备度数增大，造成电容设备热击破;造成或者增大材质之内的部分供电，推动电容设备破坏，根据研究因为受到谐波影响因而破坏的机电设施里，电容设备大概占据41%。
（4）谐波影响电力计算仪器计算的精确程度，造成失误增多。
（5）谐波电流将针对电信、继电维护设备、机动管控设备造成影响，容易造成继电维护设备的失误等。
二、谐波源管理出现的问题讨论目前在谐波源管理的现实操作里，基本出现下面几个情况与难题：（1）因为谐波管理科目技术的缺少，一些谐波源用户滤波设备的知识架构不完善，出现滤波效用不良的状况。
（2）谐波源用户很多，检测业务数量过多，电力单位无法布局人力针对谐波用户开始定期检测业务。
另外电力单位无法随时了解谐波源用户的运转状况，针对刚产生的谐波超额不能随时督察整理。
（3）有些谐波源用户发觉谐波可以导致计算设备计算不对，可以少计算供电数量，有意不加入消谐设备，以躲避电力费用。
电力系统谐波检测方法的研究
电力系统谐波检测方法的研究近年来，随着电力电子技术的飞速发展和各种非线性设备的广泛应用，电力系统中的谐波源迅速增加，给电力系统及其用户的安全、经济运行带来了严重影响，电力系统中的谐波问题已受到世界范围内的普遍关注。
电力系统中谐波的检测是谐波主要研究的问题。
对于一个较为复杂的电力系统，不可能完全通过实测了解全网的谐波分布，因此需建立系统谐波分析模型，对系统中的谐波分布进行计算。
针对电力系统谐波污染问题，通过对已有的国内外电力系统谐波检测研究现状的分析、比较，本文提出了两种关于电力系统谐波检测方法。
本文首先介绍了电力系统谐波的危害、来源，以及电力系统谐波检测方法，详细介绍了傅立叶变换的谐波测量，瞬时无功功率和神经网络分析的谐波测量，并对应用于谐波测量的方法进行了分析和评述。
详细的介绍了三相谐波检测方法，瞬时无功功率检测方法，然后对设计的谐波检测方法用MATLAB/SIMUL-INK进行仿真，对仿真的结果进行分析，通过分析表明该方法的实效性和方案可行性。
标签：谐波检测傅利叶变换理论瞬时无功功率理论MATLAB模型仿真治理1 概述在理想的情况下，优质的电力供应应该提供具有正弦波形的电压，但在实际中供电电压的波形会由于某些原因而偏离正弦波形，即产生谐波。
我们所说的供电系统中的谐波是指一些频率（在我国取工业用电频率50Hz为基波频率）整数倍的正弦分量又称为高次谐波。
在供电系统中产生谐波根本原因是由于给具有非线性阻抗特性的电气设备（又称为非线性负荷）供电的结果。
这些非线性负荷在工作中时向电源反馈高次谐波，导致供电系统的电压、电流波形畸变，使电力质量变坏。
因此，谐波是电力质量的重要指标之一。
2 谐波源在电力的生产、传输、转换和使用的各个环节中都会产生谐波。
在发电环节中对发电机的接线采取一些措施后，可以认为发电机供给的是具有基波频率的正弦波形的电压。
谐波的产生主要是来自下列具有非线性特性的电气设备。
①具有铁磁饱和特性的铁芯设备如：变压器、电抗器等。
电力系统中的谐波分析技术及应用教程
电力系统中的谐波分析技术及应用教程简介：在电力系统中，谐波分析技术被广泛应用于电力质量监测与评估、设备故障诊断与排除、谐波滤波器的设计等方面。
本文将介绍电力系统中谐波分析的基本原理、常用的谐波分析方法以及谐波分析在电力系统中的应用。
一、谐波分析的基本原理1.1 谐波的概念谐波是指波形与基波具有相同频率但具有不同幅值和相位的波形。
在电力系统中，谐波是由非线性负载和电力设备引起的。
常见的负载谐波包括电弧炉、变频器、电子设备等。
1.2 谐波分析的原理谐波分析的基本原理是将电力系统中的电压和电流信号经过傅里叶变换，将复杂的波形分解为一系列的正弦波，然后通过计算得到各个谐波分量的频率、幅值和相位。
根据这些参数，可以评估电力系统中的谐波程度，进而采取相应的措施进行修复或优化。
二、谐波分析方法2.1 快速傅里叶变换（FFT）快速傅里叶变换是最常用的谐波分析方法之一，它可以将时域信号转换为频域信号。
通过FFT分析，可以得到电力系统中各个谐波分量的频率、幅值和相位，并进一步计算谐波总畸变率（THD）等参数。
FFT算法的优势在于高速、高效，并且可以利用现有的计算平台进行实时分析。
2.2 小波变换小波变换是一种时频分析方法，可以同时提供时间域和频域信息。
相比于FFT，小波变换在时域和频域的分辨率上更具优势，能够更准确地分析瞬态过程和短时谐波。
小波变换在电力系统中的应用越来越广泛。
2.3 自适应滤波器法自适应滤波器法结合了信号处理和协方差分析原理，可以自动识别和消除电力系统中的谐波。
通过建立自适应滤波器，可以实时跟踪电力系统中的谐波分量，并对其进行有效的滤波补偿。
自适应滤波器法在电力系统的谐波控制中具有重要的应用价值。
三、谐波分析在电力系统中的应用3.1 电力质量监测与评估谐波对电力质量产生显著的影响，会导致电压波动、电流畸变、设备损坏等问题。
通过谐波分析，可以准确评估电力系统中的谐波情况，及时发现潜在问题，并采取措施改善电力质量。
电力系统中的谐波治理
电力系统中的谐波治理电力系统中的谐波是指频率为基波频率的整数倍的电压或电流的波动。
它们可能是由非线性负载引起的，如电脑、UPS、LED照明、变频器、电动机等。
谐波不仅会影响电力系统的稳定性和电能质量，还会给设备带来潜在的损害。
因此，对电力系统中的谐波进行治理至关重要。
在进行谐波治理之前，需要先了解谐波的特性。
谐波的主要特性包括：频率、振幅、相位、波形和谐波总畸变率（THD）。
其中，THD是指总谐波含量与基波电压或电流的比值。
THD越高，电能质量越差，设备受到的影响也越大。
治理谐波的方法主要包括：被动治理和主动治理。
被动治理是通过安装谐波滤波器等被动元件来限制谐波传播，从而达到治理的目的。
主动治理则是通过控制非线性负载，减少谐波的产生。
被动治理不仅可以减少谐波对电网的影响，还能够提高设备的寿命和可靠性。
但是，被动治理有其局限性，比如无法处理谐波产生的根本问题。
主动治理则可以从根本上解决谐波产生的问题，但成本较高，需要配备高度控制的设备。
被动治理中最常见的方法是安装滤波器，如谐波停波器、谐波抑制器等。
谐波停波器是一种被动电子设备，它可以用来过滤电路中的谐波。
谐波停波器主要由电感、电容和电阻等元件组成，其作用是消除电路中的高频噪声。
谐波抑制器是一种被动元件，它可以消除电力系统中谐波对设备的影响。
谐波抑制器主要由电感、电容和电阻等元件组成。
主动治理主要有以下几个方面：调整电脑、LED照明、UPS等非线性负载的工作状态；使用有源滤波器和多电平变频器等技术；使用LCL型滤波器等，从而控制谐波的产生和分布。
调整非线性负载的工作状态，可以减少谐波的产生，从而降低谐波的总畸变率。
有源滤波器可以根据实际需要自动选择不同的滤波器参数，从而达到滤波的目的。
多电平变频器可以产生多种不同频率的电压，从而控制谐波的产生和分布。
LCL型滤波器则可以限制谐波的传播，从而提高电能质量和设备的寿命。
在电力系统中，谐波治理需要遵循以下几个原则：首先，应尽可能采取前端控制措施，控制接入电网的非线性负载；其次，应优先考虑被动治理措施，如安装谐波滤波器等；最后，如果被动治理无法满足要求，应考虑采用主动治理措施。
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第25卷第3期2006年7月电工电能新技术Advanced Technology of Electrical Engineering and EnergyVol.25,No.3July 2006收稿日期:2005 11 28作者简介:徐志向(1980 ),男,浙江籍,硕士生,主攻电力系统谐波状态估计以及谐波源定位;候世英(1962 ),女,重庆籍,副教授,主要从事谐波分析与仿真的研究;吕厚余(1947 ),男,重庆籍,教授,主要从事电能质量以及谐波监测的研究。
电力系统谐波源定位方法述评徐志向1,2,侯世英1,2,吕厚余1,2,张 柯1,2(1 重庆大学电气工程学院,重庆400044;2 重庆大学高电压与电工新技术教育部重点实验室,重庆400044)摘要:研究谐波源的定位问题对于规模大、负荷复杂的实际电网有重要的意义。
本文对现有的谐波源定位方法进行了分析和评述,并对谐波源定位研究的发展提出了看法。
关键词:电力系统;谐波源定位;等效模型;谐波状态估计中图分类号:TM711 文献标识码:A文章编号:1003 3076(2006)03 0064 041 引言随着电网中非线性负荷的不断增多,电力系统中的谐波污染问题变得日益严重,给电网的经济运行及用户的安全用电造成了极大的影响[1]。
为了及时解决电网中谐波治理课题,达到准确分清谐波责任,简单有效的治理目的,必须先明确电力系统中的谐波分布或谐波状态[2]。
分析谐波状态,首先要了解谐波源的位置。
如果谐波源的位置已知,那么电网中的谐波分布就成为谐波的传播与扩散问题,也就是谐波潮流问题。
以往的大多数文章集中在已知谐波源的情形下对谐波分布或补偿的研究[3,4]。
但随着电网规模的增大,实际系统中谐波源的位置存在不确定性,仍然用潮流方法来分析谐波的扩散与渗透,就会失去分析的主体。
所以,在谐波源的位置未知的情况下,要对谐波影响进行分析,就需要对谐波源进行定位。
2 谐波源定位方法谐波源定位可以分为两种情况[5,6]来解释,一种是在PCC 点处把系统等效为两个部分,即供电侧U (utility)和用户侧C (customer),然后根据相应的等效电路模型,确定出是主谐波源的一侧,称之为基于等效电路模型的定位法[5]。
另一种就是对整个系统网络用谐波状态估计的方法,计算出系统各个节点的谐波电压以及支路的谐波电流,从而判断哪条支路上含有谐波源[6]。
多年来,对于基于等效电路模型定位法,基本结构都是单相模型,假设条件是系统运行在三相平衡的状态下;对于基于谐波状态估计的定位法来说,基本结构是单相模型;单频率非同步模型,量测量为有功功率P 、无功功率Q 、谐波电压V,假设条件是所有的电压、电流的频率固定,波形是理想正弦波;系统运行在三相平衡状态,系统网络是只有正序的三相对称系统[7]。
3 基于等效电路模型的定位法[5]系统的Norton(诺顿)等效电路模型如图1所示:图1 Norton 等效电路Fig.1 Norton equivalent circuit通过等效变换得到的Thevenin(戴维南)等效电路模型如图2所示。
图中所示的PCC 点是公共电气耦合点。
根据不同的定位依据[8],又可以分为功率定位法,阻抗定位法,灵敏度定位法。
3 1 功率定位法( )有功功率定位法有功功率定位法是工程上最常用的定位方法。
图2 Thevenin等效电路Fig.2 T hevenin equivalen t circuit其主要思想是:在PCC点处测量各次谐波的电压和电流,然后根据公式P pcc=Re( V pcc I pcc)=V pcc I pcc cos( vpcc- i p cc)(1)来判定谐波源的位置。
如图1中所示,功率的正方向是从用户侧到供电侧,若P p cc>0,那么用户侧就是主谐波源;P pcc<0,那么供电侧就是主谐波源。
从式(1)中可以知道,谐波源的判定不受相位差的影响[9]。
由于有功功率法比较直观明了,一直得到广泛的应用。
文献[5,9]指出谐波源的判定应由公共耦合点两侧的等效谐波电压源幅值大小决定,如图2所示。
此时,P=E u E cZ c+Z usin (2)谐波源的判定受到谐波源之间相位差的影响.这是因为在复杂的电力系统中,有的谐波源可能会吸收谐波,所以该法用于谐波源定位时可能会产生较大误差[9]。
()无功功率定位法从文献[5,9]中可知,根据比较公共耦合点两侧的谐波电压源的幅值大小可以判定谐波源,所以文献[10]提出了基于无功功率的判定思想:Q=ImE u- E c-j(X u+X c)E u=E uX u+X c(E u-E c cos )(3)从(3)式可以看出,无功功率的正负与阻抗的正负以及E u-E c cos 的正负有关。
一般来说,在基波情况下,系统中的阻抗为正值,但在谐波存在的情况下可能出现负值。
现假定阻抗为正值,如果Q<0,那么可以得到E u<E c,如果Q>0,那么就不能判定E u和E c的大小,从而不能判定谐波源的位置。
所以无功功率定位法的准确度比较低[10]。
3 2 临界阻抗定位法由于无功功率不能解决Q>0时的定位问题,文献[11]提出了!临界阻抗法∀,计算由供电侧发出的谐波无功功率被完全吸收所需的系统阻抗值X,也就是临界阻抗系数X=-QI2=-E uIsin ,(其中 是阻抗角),然后比较|X|与(X u+X c) 2的大小,如果|X|>(X u+X c) 2,那么供电侧是主谐波源;反之,用户侧是主谐波源。
从上面的方程可以看出,该法涉及到系统阻抗的测量,由于实际电力系统的负荷波动比较大,所以该法在实际中的应用受到一定的限制。
3 3 灵敏度定位法近年来,又有基于等效模型的谐波源定位新方法出现,文献[12]就提出了一种灵敏度定位的方法。
文中推导出电压比率 =E cE u=|Z+Z c||Z+Z u|,Z=Ze j=V pcc I pcc。
然后定义灵敏度S x=! !XX,这里的变量X分别取Z,Z c,Z u,,c,u,也就是求出S Z、S Zc、S Zu、S、Sc、Su,画出灵敏度指数图。
其中c, u分别是用户侧和供电侧的阻抗角。
根据灵敏度指数图,如果灵敏度指数|S Zc|,|Sc|在 >1时的值比|S Zc|,|Sc|在 <1时的值小,那么用户侧是主谐波源。
如果灵敏度指数|S Zu|,|Su|在 <1时的值比|S Zu|,|Su|在 >1时的值小,那么供电侧是主谐波源。
利用灵敏度来定位,就不用精确地测量系统的阻抗,对系统阻抗测量有较大误差时,对于谐波源的判定依然保持很高的准确度[12]。
4 基于谐波状态估计的定位法根据选取状态变量的不同,可以分为谐波电压状态估计定位和谐波电流状态估计定位,根据不同的量测量的选取,可以分为功率量测、电压量测、电流量测[13],下面就具体的各种情况进行分析。
4 1 谐波电流状态估计定位( )非同步谐波功率量测在1989年最早提出谐波状态估计思想的G.T. Heydt,在文献[6]中提出一种利用最小二乘估计的谐波源定位方法,选用注入视在功率和支路视在功率为量测量,谐波电流为状态变量,利用广义逆求解欠定方程组(Underdetermined System of Equations),用最小二乘法对状态变量进行最优估计。
然后利用是否向母线注入谐波有功功率来判定各条支路是否为65第3期徐志向,等:电力系统谐波源定位方法述评谐波源。
1991年,Heydt和Najjar在文献[14]中提出了基于基尔霍夫电流定律的最小二乘估计法,选取的是相同的量测量。
由于在波形发生畸变的情况下,功率的定义还存在许多的争议,所以选功率作为量测量就没有说服力。
此外,根据上面基于等效电路的定位法所述,用有功功率法进行谐波源定位是不准确的[14]。
()非同步谐波电压量测1996年,Haili Ma和Adly A.Girgis在文献[15]中提出一种用卡尔曼滤波器进行谐波源定位的方法。
选用谐波电流作为状态变量,谐波电压作为量测量。
在测量点的数目一定的情况下,通过对不同测量点分布时误差协方差矩阵迹的计算,得到最优的测量配置以及谐波电流注入的最优估计,然后根据谐波电流的注入来判定谐波源支路。
该法可以用于三相不平衡时对谐波源的实时动态跟踪。
4 2 谐波电压状态估计定位( )非同步谐波电压电流量测1994年,Meliopoulos和Fan Zhang等在文献[16]中提出了以谐波电压作为状态变量,电压和电流为量测量的谐波状态估计方法,因为该法把所有的母线电压作为状态变量,方程组的冗余度会增加,但是增益矩阵的求逆运算量会增大,而且由于测量点的增加,费用也会大量增加[13]。
()同步谐波电压电流相量量测近年来,由于GPS和DSP技术的发展,谐波电压、电流相量可以实现同步测量,这样从根本上弥补传统谐波状态估计的固有缺陷,极大地提高了估计的精确度。
文献[17]就提出了一种基于PMU的状态估计,文中采用了加权最小二乘法进行状态估计,选取节点电压相量作为状态变量,节点电压、支路电流和注入电流相量作为量测量。
通过优化量测方程和母线的编号,提出了谐波状态估计的分层算法,大幅降低了量测矩阵的维数。
4 3 神经元网络模型和遗传算法定位文献[18,19]提出了一种用神经网络模型进行谐波状态估计的方法。
根据谐波源注入电流的精确值提供训练,然后根据训练建立神经网络模型。
可以看出,模型对于预先的训练依赖很大,也就是对谐波源注入电流的精确度要求很高,而且其联接权矩阵易受电网运行情况影响,缺乏灵活性和适应性。
综上所述,基于等效电路模型的定位方法在模型上比较简单直观,适合对局部进行谐波源定位,缺乏系统性、整体性的能力;而基于谐波状态估计的定位法具有整体可观性,适合在实际系统中应用,但是一般运算量较大,测量投资较高。
5 研究展望由于电网负荷日益复杂,不论对于供电方还是用户都希望明确谐波责任,分清源头,从而为治理提供依据。
通过以上谐波源定位方法综述,我们可以得到下面一些开拓研究的方向:(1)对于等效模型定位法,研究阻抗精度要求低以及三相不对称时谐波源定位方法,以适应电网阻抗波动大以及三相不平衡运行的现实情况。
(2)对于谐波状态估计的定位法,研究在保持网络可观以及结果准确的同时,确定最小状态变量测量数和运用新的算法减少状态估计的运算量,降低测量成本。
(3)研究网络可观性分析和谐波状态估计精度评估的新方法。
参考文献(References):[1]赵志忠(Zhao Zhizhong).电力系统中高次谐波抑制技术发展的动向(Develop ment of the rejection for the higher order harmonics in power system)[A].电磁兼容会议(EMC Conf.)[C].广州(Guangzhou),2001.174 177.[2]G T Heydt.Electric power quali ty[M].New York:Stars ina Circle Publications,1991.[3]崔威,李建华,赵娟(Cui Wei,Li Jianhua,Zhao Juan).供电网络谐波潮流计算(Calculation for the harmonic flow of the power net)[J].电力自动化设备(Electric Power Automation Equip ment),2003,23(2):11 14.[4]D Xia,G T Heydt.Harmonic power flow studies partformulation and solution[J].IEEE T rans.on Power Apparatus and Systems,1982,101(6):1266 1270.[5]Wilsun Xu,Y L i u.A method for determining customer andu tili ty harmonic contributions at the poin t of common coupling [J].IEEE Trans.on Power Delivery,2000,15(2):804 811.[6]G T Heydt.Iden tification of harmonic sources by a stateestimation technique[J].IEEE Trans.on Power Delivery, 1989,4(1):569 576.[7]郑相华,米增强(Zhen Xianghua,M i Zhengqiang).基于PMU的状态估计的研究(Study of the PMU based state estimation)[J].继电器(Relay),2004,32(17):16 19.[8]张巍(Zhang Wei).用户谐波发射水平估计方法的研究(Research for the methods of es timating customers#harmonic66电工电能新技术第25卷emission level)[D].成都:四川大学(Chengdu:Sichuan University),2003.[9]Wilsun Xu.Direction method cannot be used for harmonicsource detection [A ].IEEE Power Eng.Society Summer Meetin g [C].Seattle,USA,2000.873 876.[10]Wilsun Xu,Xian Liu.An investigation on the validity ofpower di rection method for harmonic source determination [J].IEEE Trans.on Power Delivery,2003,18(1):214 219.[11]Chun Li,Wilsun Xu.A #critical i mpedance # based methodfor identifying harmonic sources [J].IEEE Trans.on Power Delivery,2004,19(2):671 678.[12]T Pyzalski.Utilization of the voltage rate to localization ofharmonic sources in a power system [A].IEEE MELECON [C].Dubrovnik,Croatia,2004.1091 1094.[13]吴笃贵,徐政(Wu Dugui,Xu Zheng).电力系统谐波状态估计技术的发展与展望(Develop ment of the harmonic state es timation for the power system)[J].电网技术(Power System Tech.),1998,22(1):75 77.[14]Maged Najjar.A hybrid nonlinear least squares es timation ofharmonic signal levels in power sys tem [J].IEEE Trans.on Power Delivery,1991,6(1):282 288.[15]Haili M a,Adly Girgis.Identification and tracki ng of harmonicsources in a power system using a Kalman filter [J].IEEE Trans.on Power Delivery,1996,11(3):1659 1665.[16]A P Sakis M eli opoulos,Fan Zhang.Power system harmonics tate estimation [J].IEEE Trans.on Power Delivery,1994,9(3):1701 1709.[17]吴笃贵,徐政(Wu Dugui,Xu Zheng).基于相量量测的电力系统谐波状态估计( )(PMU based harmonic state estimation for power system)[J].电工技术学报(Trans.Electrotechnical Society),2004,19(2):64 68.[18]R K Hartana.Harmonic source monitoring and identificationusing neural networks [J].IEEE Trans.on Power Systems,1990,5(4):1098 1104.[19]Wheimin Lin,Chienhsien Wu.Multiple harmonic sourcedetection for power sys tem with cascade correlation network [A ].IEEE International conference on Electric UtilityDeregulation,Restructuring and Power T echnolog ies [C].HK,2004.746 751.A survey on location method for harmonic sources in power systemXU Zhi xiang 1,2,HOU Shi ying 1,2,LV Hou yu 1,2,ZHANG Ke1,2(1.Institute of Electrical Engineering,Chongqing University,Chongqing 400044,China;2.The Key Laboratory of High Voltage Engineering and Electrical Ne w Technology,Ministry of Education,C hongqing University,Chongqing 400044,China)Abstract :The study of the har monic source location plays an important part in the supreme power syste m with complicated loads.The methods which are being used at present are analyzed and discussed.Some opinions on the developing study of the location of the harmonic source are brought forward.Key words :po wer system;harmonic source location;equivalent model;harmonic state estimation(上接第41页,cont.from p.41)charac teristics of high energy density of battery and high power density and long circle life of ultracapacitor.An actively controlled hybrid structure was put forward and utilized in a stand alone P V system.The model and control loop of the system were set up.Experiment results e xhibited that the current of the battery is quite smooth when PV power and load power varied quickly.The small charge and recharge c ycles due to irradiation variation can be reduced effec tively through proper ultracapacitor bank configuration.The hybrid energy storage in PV system can bec ome economical for the reasons that the battery capacity can be reduced for the purpose of high po wer requirement and that the life of the battery can be lengthened due to reduced small charging and recharging c ycles.Something valuable and prac tical can be attained from this paper to solve the energy storage problem in stand alone PV system and other regeneration energy systems.Key words :stand alone PV system;battery;ultracapacitor;hybrid energy storage67第3期徐志向,等:电力系统谐波源定位方法述评。