動態(tài)條件下配電網(wǎng)多諧波源定位與貢獻(xiàn)評估方法研究.pdf

1、大量諧波注入電力系統(tǒng)，不僅危害其安全運行，同時也帶來經(jīng)濟損失。隨著電網(wǎng)中非線性負(fù)荷在容量和數(shù)量上的劇增，增加了多個諧波源共存的工況，同時也增強了電網(wǎng)參數(shù)的波動、突變等動態(tài)特性，給諧波源辨識和責(zé)任區(qū)分帶來了極大困難。因此，本論文主要對動態(tài)條件下的配電網(wǎng)多諧波源定位、諧波污染水平評估和諧波負(fù)荷貢獻(xiàn)評估展開了深入研究，旨在為諧波污染的獎罰和治理提供理論依據(jù)。
　　考慮諧波量測配置的經(jīng)濟性和新增諧波干擾電流的影響，研究了一種基于補充優(yōu)化量

2、測與光滑逼近稀疏重構(gòu)的多諧波源定位方法。首先，以諧波源嫌疑區(qū)域可觀為前提約束，以諧波量測設(shè)備最少和冗余最大為目標(biāo)，建立了諧波量測優(yōu)化配置的0-1規(guī)劃模型，并采用二進制遺傳算法進行了求解。在保證嫌疑區(qū)域可觀的前提下，以節(jié)點諧波電壓為已知量、諧波注入電流為估計量，利用光滑逼近稀疏重構(gòu)算法、正交匹配追蹤算法分別實現(xiàn)了部分量測條件下的多諧波源定位。在IEEE13節(jié)點和34節(jié)點系統(tǒng)中驗證了本文算法的有效性，并將本文算法與最小二乘法的諧波源定位結(jié)果

3、進行了對比，仿真結(jié)果表明，光滑逼近稀疏重構(gòu)算法、正交匹配追蹤算法在部分量測條件下的定位結(jié)果更為精確，尤以光滑逼近稀疏重構(gòu)法的性能為優(yōu)。
　　為解決諧波阻抗未知或變化條件下的諧波源注入節(jié)點的辨識問題，研究了一種基于快速核熵優(yōu)化獨立分量分析和最小條件熵的多諧波源定位方法。首先，在不需要諧波阻抗先驗知識的情況下，采用快速核熵優(yōu)化獨立分量分析方法估計節(jié)點的注入諧波電流。在此基礎(chǔ)上，計算量測諧波電壓和估計諧波電流的集對條件熵，依據(jù)最小條件熵

4、確定了諧波源位置。將本文諧波源定位方法在34節(jié)點饋線系統(tǒng)中進行了測試驗證，對快速核熵優(yōu)化獨立分量分析和其他三種獨立分量分析方法的性能進行了比較，結(jié)果表明快速核熵優(yōu)化獨立分量分析方法估計諧波電流的精度很高，最小條件熵可以精準(zhǔn)確定諧波源位置。
　　為分析一段時間內(nèi)母線的諧波污染程度，研究了一種基于逼近理想解的諧波污染水平評估方法。首先，根據(jù)諧波污染的主要特點，形成了諧波污染水平綜合評估指標(biāo)集。其次，考慮到諧波污染水平評估的群體決策行為

5、，采用群決策特征根法整合多名評估專家的權(quán)重信息，計算諧波污染評估指標(biāo)的綜合權(quán)重。在此基礎(chǔ)上，采用逼近理想解法求得了母線的諧波污染水平評估值。進一步，考慮到一段時間內(nèi)諧波參數(shù)變化帶來的指標(biāo)屬性值的模糊性，研究了基于擴展云相似度的諧波污染水平評估方法。采用三角模糊數(shù)表示諧波污染水平評估信息，并將其轉(zhuǎn)化為三角云，最終采用逼近理想解法得到評估結(jié)果。對廣州電網(wǎng)7條10kV母線進行了諧波污染水平評估，驗證了評估的合理性。
　　考慮背景諧波阻抗

6、變化對負(fù)荷諧波貢獻(xiàn)的影響，研究了一種負(fù)荷諧波貢獻(xiàn)評估的分段有界約束優(yōu)化方法。首先，采用小波包變換方法確定背景諧波阻抗的變化時間窗，對諧波監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分段。在此基礎(chǔ)上，對不同的諧波數(shù)據(jù)段，建立諧波貢獻(xiàn)評估的分段有界約束優(yōu)化模型，分別采用內(nèi)點法、序列二次規(guī)劃法和有效集法求得諧波負(fù)荷的所有瞬時諧波貢獻(xiàn)。最后，采用加權(quán)求和法求得諧波負(fù)荷的總諧波貢獻(xiàn)。在實驗電路和IEEE13節(jié)點系統(tǒng)上的測試結(jié)果表明，分段有界約束優(yōu)化方法能夠在背景諧波阻抗變化條件

7、下進行準(zhǔn)確的諧波貢獻(xiàn)評估。
　　考慮背景諧波電壓波動對負(fù)荷諧波貢獻(xiàn)的影響，研究了基于層次K均值聚類和貝葉斯偏最小二乘的自適應(yīng)諧波貢獻(xiàn)評估方法。在采用主導(dǎo)波動濾波法求得背景諧波阻抗的基礎(chǔ)上，利用層次K均值聚類法將諧波電壓按幅值自動分類（諧波數(shù)據(jù)的類數(shù)無需事先給定）。隨后，采用貝葉斯偏最小二乘法計算各類的諧波貢獻(xiàn)。最后，根據(jù)各類諧波數(shù)據(jù)的長度，加權(quán)求和得到諧波負(fù)荷的總諧波貢獻(xiàn)。在IEEE-13和IEEE-69節(jié)點系統(tǒng)上的測試結(jié)果表明，