基于配网先验信息的谐波状态估计

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1、基于配网先验信息的谐波状态估计量测点最优配置韩斐，杨洪耕，王佳兴，王泽，林虹江（四川大学电气信息学院，成都610065）摘要：针对现有谐波状态估计量测点数量较多的问题，提出利用独立分量分析（independentcomponentanalysis，ICA）和配网先验信息进行量测点优化配置。以负荷的非线性程度和负荷容量的乘积度量节点的谐波发射水平，大于设定阈值的节点作为可疑谐波源。根据量测量维数不少于谐波节点数量，且量测点可提供电压和电流量测的特点，确定量测点数量。再以谐波发射水平、母线电压等级的加权和为目标函数计算可疑谐波源节点的重要度，选择较

2、高重要度的母线配置量测设备。IEEE14节点配电网和某地区实际电网的算例证明了该方法的有效性和实用性。关键词：谐波状态估计；独立分量分析；量测点最优配置；配网先验知识中图分类号：TM711文献标志码：A文章编号：1001-1390（2015）00-0000-00Prioriknowledge-basedoptimalmeasuringdeviceplacementforharmonicstateestimationinpowerdistributionnetworkHanFei,YangHonggeng,WangJiaxing,WANGZe(S

3、choolofElectricalEngineeringandInformation,SichuanUniversity,Chengdu610065,Sichuan,China)Abstract:Tosolvingtheproblemthatthenumberofmeasurementsforharmonicstateestimationishigh,amethodbasedonindependentcomponentanalysis(ICA)andprioriiknowledgeisproposed.Theharmonicemissionle

4、velsofselectedbusesarecalculatedbytheproductofthenonlineardegreeandthecapacitiesofloads，andthebuseswiththeharmonicemissionlevelshigherthanathresholdaretakenassuspiciousharmonicsources.ICAonlyneedthedimensionofmeasurementsjustequalstothatoftheharmonicsources,andthemeasuringde

5、vicecanprovideboththeharmonicvoltageandcurrent.Asaresult,thenumberofdevicesindemandisobtained.Theimportancedegreeofeachsuspiciousbusiscalculatedbytheweightedsumoftheharmonicemissionlevelandvoltage，choosingthebuseswithhigherimportancedegreeinstalledmeasuringdevices.Theefficie

6、ncyandpracticalityoftheproposedmethodhasbeenprovedbysimulationsandpracticalcases.Keywords：harmonicstateestimation,independentcomponentanalysis,optimalmeasuringdeviceplacement,prioriknowledgeinpowerdistributionnetwork0引言大量非线性用户的投运加重了电网中谐波畸变的严重性，谐波状态估计（harmonicstateestimation，

7、HSE）技术可根据有限节点的量测量估计电网的谐波分布和状态，为监测和治理谐波提供基础[1]。传统谐波状态估计利用量测量和状态量之间的数学关系建立量测方程，通过最小二乘法等求得最优解[2-5]，但传统方法所需的谐波阻抗难以准确获取，影响了估计结果的精度[6]。谐波阻抗参数未知时，谐波状态估计可认为是盲源分离问题[7]，ICA是求解盲源分离问题的常见算法。ICA已广泛应用于电力系统领域[6-9]，文献[6]采用复值ICA进行谐波负荷识别，通过历史数据确定谐波电流的次序，但没有说明如何配置量测点。文献[7]采用估计结果与电压量测量之间的相关性确定谐波

8、电流的位置，但需在网络中所有节点配置电压量测，成本太高。文献[8]提出利用ICA进行谐波源定位，采用稀疏表示法进行量测点配置，并利用象征导纳矩阵确定谐