基于实测数据的谐波源责任划分方法研究

在谐波源辨识领域，以往的研究工作集中于定性研究或定量区分PCC处负荷侧和系统侧的谐波责任，而研究系统中多谐波源的资料相对较少。当今电力系统中，随着分布式谐波源负荷的大量涌现， PCC处的谐波往往是多个负荷共同作用的结果。如何准确识别问题谐波源并将各谐波源所产生的谐波电流分离，确定其各自的谐波责任，是目前值得探讨的重要问题。本项目聚焦谐波源的谐波责任划分问题，拟建立起用于评价谐波影响的理论指标，从实测数据中提取关键的谐波电压和谐波电流信息，结合统计相关性求解方法，确定出"可疑谐波源负荷"的谐波电流和"观测"节点的谐波电压之间的统计性规律，从而根据实测数据直接确定出"可疑谐波源负荷"谐波责任的定量大小。本项目将为多谐波源的辨识理论开辟新思路，所提出的方法也可扩展于区分PCC处系统侧和负荷侧的谐波责任。项目将理论研究、仿真分析和现场测量验证相结合，开展谐波源辨识方面的探索性研究。

电力系统中的分布式谐波源向系统中注入大量谐波，造成了诸多危害。公共连接点(PCC)的谐波问题往往是由多个谐波源共同作用产生的。为避免电能质量纠纷和有效抑制谐波，要求对不同谐波源负荷各自的谐波责任进行划分。. 针对此问题，本项目提出了基于谐波电压、谐波电流的实测数据评估多谐波源谐波责任的新思路。通过研究可疑谐波源的谐波电流与观测节点谐波电压之间的映射关系，建立了谐波责任指标，并采用了多种统计相关性方法求解各谐波源的谐波责任。项目研究所取得的成果如下：(1)定义了多谐波源的谐波责任指标因子，给出了谐波责任划分的理论依据。该指标因子可表示为关注节点谐波电压和可疑谐波源负荷谐波电流的函数关系；提出从实测数据中寻找二者之间的统计性规律，建立其映射关系。(2) 提出多种谐波责任评估方法，包括基于数据统计相关性的谐波责任评估方法、基于M估计稳健回归的评估方法和基于偏最小二乘回归的评估方法。对各种方法进行了比较分析，研究结果表明，偏最小二乘回归法性能优越，适合在实际中推广应用。(3) 研究了集中式多谐波源系统的谐波责任划分问题。给出了谐波责任划分的理论依据，定义了谐波“理论电流”和“实际电流”，分析了二者的关联规律及其在评估精度上的差异。(4) 研究了多谐波源系统的谐波潮流计算，提出了一种基于谐波耦合导纳矩阵模型的非迭代式谐波潮流算法，以适应存在多个谐波源的大系统的谐波潮流计算需求。. 本项目的研究结论将为建立公平有效的谐波奖惩机制来限制和治理谐波污染奠定理论基础。