基于偏最小二乘法的諧波污染責任劃分研究

孟祥宇 張納川

摘 要：劃分各個諧波源諧波責任的重要依據就是明確區分多諧波源對公共母線的影響。首先建立含有諧波源的電網模型，并用偏最小二乘法進行諧波阻抗的計算。其次建立諧波污染責任劃分指標。最后在Simulink上進行多諧波源等效電路的仿真，測量公共連接點處的諧波電壓，利用各個諧波源的諧波電壓在公共節點上的電壓分量，劃分各個諧波源的諧波污染責任。

關鍵詞：諧波源；諧波污染；偏最小二乘法

中圖分類號：M711 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）12-0189-01

區分用戶對公共連接點的諧波責任，實施相應的處罰措施可以減輕網絡中諧波污染。目前針對諧波源諧波發射水平的方法主要包括干預式和非干預式方法。干預式方法通過向系統中注入諧波電流來檢測系統中諧波阻抗的參數，這種方法會影響系統運行，一般不采用。非干預式方法主要分為二元線性回歸法[1]、波動量法[2]等。

1 采用偏最小二乘法估算系統諧波阻抗

在實際測量中，由于系統諧波阻抗難以直接測得，所以對主諧波源的識別造成了困難。本文通過偏最小二乘法估計系統諧波阻抗，進而根據諧波電壓以辨別主諧波源的位置。

如圖1，Upcch為公共節點處的h次諧波電壓，Ipcch為公共節點處的h次諧波電流。Zsh為系統側h次諧波阻抗，Zch為用戶側h次諧波阻抗。

2 多諧波責任分攤

當系統中存在多諧波源時，可以根據用戶側諧波電壓在公共連接點PCC處的分攤量來評估諧波危害程度[3]。如圖2，負荷在PCC處的h次諧波電壓分量可以由式5算出：

式7中和Upcc的夾角為βi；HIuPCC為諧波責任指標因子，其表示為用戶側諧波電壓在PCC處的分攤量。

3 仿真分析和驗證

3.1 多諧波源仿真電路

如圖3所示，在Simulink上搭建多諧波源仿真電路，分析流向公共連接點的諧波電流以及各個諧波源的諧波電壓。電路參數初始值設為R1=4Ω，R2=2Ω，R3=3Ω，L1=0.001H，L2=0.1H，L3=0.003H，Uc1=45∠67°（V），Uc2=35∠58°（V），Uc3=58∠46°（V），U0=2∠38°（V）。

3.2 仿真電路數據

對各支路電壓的變化規律進行研究。仿真過程中多次測量不同時間點的數據如表1所示。

3.3 多諧波源的責任分攤

由表1所得到的數據，根據諧波責任指標因子，得到的結果為供電側、諧波源1、諧波源2、諧波源3的諧波責任（%）分別為11.35，27.23，41.25，20.17。可以看出諧波源1、2、3為主要諧波源，其中諧波源2產生的諧波污染最大。

參考文獻

[1]黃舜，徐永海.基于偏最小二乘回歸的系統諧波阻抗與諧波發射水平的評估方法[J].中國電機工程學報，2007，27（1）：93-97.

[2]龔華麟，肖先勇，劉亞梅，等.基于主導波動量篩選原理的用戶諧波發射水平估計方法[J].中國電機工程學報，2010，30（4）：22-27.

[3]張晶.多諧波源系統諧波疊加方法的研究[J].電網技術，1995，（3）：23-27.