适应源网荷随机波动的配电网谐波状态估计方法

《适应源网荷随机波动的配电网谐波状态估计方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、国内图书分类号：TM711密级：公开国际图书分类号：621.3西南交通大学研究生学位论文适应源网荷随机波动的配电网谐波状态估计方法年级2015级姓名王艳申请学位级别工学硕士专业电气工程指导老师何正友教授二零一八年四月ClassifiedIndex:TM711U.D.C:621.3SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisHARMONICSTATEESTIMATIONINDISTRIBUTEDNETWORKUNDERRANDOMFLUCTUATIONSOFSOURCEGRIDANDLOADGrade:2015Candid

2、ate:WangYanAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpecialty:ElectricalEngineeringSupervisor:Prof.HeZhengyouApril,2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要大量谐波注入配电网，使电能质量恶化，给电网和用户带来经济损失，并影响配电网的安全稳定运行。为掌握配电网中所有节点的谐波水平，需要进行准确的谐波状态估计。随着电力电子类负荷数量的剧增、分布式电源大量接入，谐波状态估计面临更严峻的挑战。分布式电源并网注入的谐波电流具有随机性和间歇性、配电网拓扑及线路参数时变以及负荷谐

3、波的随机波动，源网荷三方面的随机波动都影响着谐波状态估计的精度。因此，论文针对源网荷随机波动条件下的谐波状态估计开展研究，主要包括以下内容：(1)为解决分布式电源接入配电网条件下的谐波状态估计问题，以含风机配电网为研究对象，将半不变量与最小二乘结合得到一种概率谐波状态估计方法。首先基于半不变量，建立以谐波电压半不变量作为量测量、谐波电流半不变量作为状态量的概率谐波状态估计模型。采用最小二乘法估计谐波电流的半不变量，在此基础上，应用Gram-Charlier级数求解谐波电流的概率密度与概率特征量。在IEEE13节点上的仿真结果表明，概率谐波状态估计方法能够适应并网风机

4、注入谐波的随机性和间歇性，有效估计谐波电流的概率分布和概率特征量。(2)为适应配电网拓扑及线路参数的变化，研究了一种基于分段独立分量分析和测量矩阵偏离程度的谐波状态估计方法。在未知谐波阻抗矩阵下建立基于分段独立分量分析的谐波状态估计模型，通过数据段重叠法估计谐波电流次序和幅值。在此基础上，以测量矩阵偏离程度作为电网参数变化的判据，在电网参数发生变化时修正谐波电流估计结果。在34节点系统上的仿真结果表明，基于分段独立分析和测量矩阵偏离程度的谐波状态估计方法能够在电网参数时变的条件下得到准确的谐波状态。(3)考虑负荷谐波的随机波动，研究了一种基于负荷谐波动态特征提取和自

5、适应卡尔曼滤波的谐波状态估计方法。首先，通过负荷谐波动态特征提取方法得到历史负荷谐波中的快、慢波动分量，并用于估算卡尔曼滤波法的系统噪声参数和状态转移矩阵参数。在此基础上，采用卡尔曼滤波求解谐波状态，为适应复杂噪声环境，通过协方差匹配判据和噪声估值器自适应修正噪声参数。在IEEE13节点和IEEE69节点系统中进行仿真，验证了基于负荷谐波动态特征提取和自适应卡尔曼滤波的谐波状态估计方法在负荷波动下具有准确性高和适应性强的优点。关键词：谐波状态估计；卡尔曼滤波；独立分量分析；半不变量；Gram-Charlier级数西南交通大学硕士研究生学位论文第II页Abstract

6、Alargenumberofharmonicsinjectedintothedistributionnetwork,whichdegradesthepowerquality,bringseconomiclosses,andaffectsthesafeandstableoperationofthedistributionnetwork.Inordertograsptheharmoniclevelofallnodesinthedistributionnetwork,accurateharmonicstateestimationisrequired.Withthedram

7、aticincreaseinthenumberofpowerelectronicsaswellasdistributedpowersupplies,harmonicstateestimationisfacedwithamorecomplexenvironment.Therandomnessandintermittencyoftheharmonicsinjectedbythegrid-connecteddistributedpowersupply,thefrequentlychangingsituationofnetworkparameters,andtheran