谐波电压

HL系列智能电力电容补偿装置是0.4KV、50Hz低压配电高效节能、降低线损、提高功率因数和电能质量的新一代无功补偿设备。它由智能测控单元，投切开关电路，线路保护单元，两台（△型或一台(Y型低压电力电容器构成HL系列智能电力电容补偿装置采用定制段式LCD液晶显示器，可实时显示三相母线电压、三相母线电流、三相功率因数、频率、电容器路数及投切状态、有功功率、无功功率、谐波电压总畸变率，电容器的温度。

针对目前电力系统谐波发射水平难以直接测量的问题，提出了一种基于改进秃鹰算法(improved bald eagle search, IBES)优化极限学习机(extreme learning machine, ELM)的谐波发射水平估计方法。首先，在传统秃鹰搜索算法中引入Tent混沌映射和柯西变异算子，利用IBES算法对ELM模型的输入权重和阈值进行寻优。其次，输入公共连接点(point of common coupling, PCC)处谐波电压和谐波电流，代入IBES-ELM模型，估计用户侧和系统侧谐波发射水平。最后进行仿真和工程实例分析，并与其他算法的估计结果进行对比。结果表明，所提IBES-ELM方法估计精度优于长短期记忆网络(long short-term memory, LSTM)、卷积神经网络(convolution neural network, CNN)、反向传播神经网络(back propagation neural network, BP)和CNN-LSTM算法模型，验证了该方法的有效性和稳定性。

现有无功补偿电容谐振抑制方法通常将无功补偿电容配置为无谐振C型滤波器，以降低谐振带来的谐波电压放大与滤波器有功损耗。但在抑制低频谐振时，无谐振C型滤波器的元件参数可选择范围较小，难以在实现低频谐振抑制的同时兼顾滤波器配置成本。针对这一问题，文中提出一种无谐振C型滤波器优化设计方法。首先，设计一种改进C型滤波器结构，在传统C型滤波器结构中增加低频谐振抑制单元，消除滤波器潜在低频谐振点；然后，建立计及滤波器配置成本、有功损耗、谐振抑制性能及元件参数选择范围的滤波器元件参数配置模型，求解改进C型滤波器元件参数最优值。最后，通过仿真对比证明，改进C型滤波器在控制配置成本与有功损耗的基础上，能明显降低谐波放大系数，具有更好的谐振抑制性能。

为了降低电压、电流信号中奇异值对回归结果的影响，准确划分系统及用户各自的谐波责任，提出一种基于PLS（偏最小二乘法）等价权回归的系统谐波阻抗计算方法。利用公共连接点的谐波电压和谐波电流数据，得到含有待求量信息的回归方程，用PLS求解回归系数，回归系数对应系统侧谐波阻抗及谐波电压。将回归系数作为等价权迭代初值，再依据等价权迭代计算结果，最终推导出用户谐波发射水平。该方法克服了以最小二乘解作为迭代初值计算方法的缺点，提高了用户谐波发射水平计算精度，通过算例仿真分析验证了所提方法的准确性。

分布式能源的大规模接入显著增加了电力系统谐波潮流 (harmonic power flow, HPF) 的不确定性。传统的 HPF 计算方法难以准确描述系统谐波分布的尾部特征，限制了对 HPF 的准确评估。针对这一问题，提出了一种基于改进点估计 (point estimate method, PEM) 的配电网概率谐波潮流 (probabilistic harmonic power flow, PHPF) 计算方法。首先，利用传统潮流方法计算系统灵敏度判别指标，以识别关键谐波源。其次，使用混合采样策略，在拉丁超立方采样的基础上，对关键谐波源尾部采用重要抽样。最后，对全部样本执行确定性 HPF 计算，并基于核密度估计法刻画输出量的概率分布。仿真结果表明，所提方法的谐波电压幅值均值误差较传统 PEM 最大减小了约 4.5%，方差误差绝对值最大减小了约 30%，并改善了最大 10% 的尾部分布拟合精度，验证了该方法的有效性。

针对电网中大量谐波监测数据因缺乏相位信息难以实现电网谐振监测的技术难题，提出了一套计及主导系数、相关系数及敏感度指标的电网谐振源辨识方法。首先，基于多谐波源谐振分析模型，分析了谐振状态下谐波参数的相关特性与回归特征，提出了计及主导系数的强主导谐振状态判别方法。其次，论证了强主导谐振状态下的谐波阻抗特征及数据特征，构建了融合机理模型和谐振数据特征的电网谐振状态及谐振源辨识方法。最后，基于建模仿真和工程案例验证，在背景谐波对母线谐波电压贡献率小于20%的工况下，敏感谐振支路和敏感谐波源的耦合谐波阻抗测量偏差小于2%，所提方法能够准确辨识谐振状态及谐振源。

在背景谐波阻抗变化和背景谐波电压波动的情况下，传统谐波责任划分方法难以适用于现有的统计型谐波监测数据，提出一种背景谐波变化下基于监测数据的多谐波责任划分方法。首先，构建谐波监测数据区间样本集，并建立背景谐波变化下的多谐波源区间谐波责任划分数学模型；其次，利用基于密度的聚类算法（DBSCAN）将采集到的统计型谐波数据集以簇为评价周期进行场景划分，并采用滑窗动态相关性分析方法筛选出满足线性关系阈值要求的数据；最后，利用基于参数化回归算法（PM）的区间线性进行方程参数计算并获取最佳样本划分方案，在构造的区间谐波责任划分基础上计算中长期时间范畴的谐波责任。利用实际电网中的谐波监测数据对所提方法进行验证，验证了该方法能利用现有的统计型谐波监测数据在背景谐波变化的情况下对每个谐波源进行合理时间尺度的谐波责任划分，可为实际电力系统运行过程中的多谐波责任划分提供一种新的思路。

近日，中国电气装备所属许继电气互感器分公司研制的世界首台耐谐波高频测量型直流电压分压器在张北柔性直流输电工程成功实现首次挂网应用。该分压器解决了原有直流分压器在长期高频谐波电压运行下，引起的设备绝缘击穿导致直流系统闭锁故障，以及高频谐波电压无法精确测量的技术难题。

为了简单可靠地实现柔直系统阀交流侧单相接地保护，针对阀交流侧中性点经阻抗接地的柔直系统，分析了交流侧的零序基波分量与直流侧的共模分量，推导了金属性接地故障下故障端与非故障端的零序基波电压、电流解析式。针对采用三次谐波注入调制策略的柔直系统，分析了三次谐波调制引起的纵向三次谐波电压相位特征，推导了三次谐波电压、电流的表达式，提出了利用中性点零序基波电压和三次谐波电压来判断接地故障及其位置的保护判据，并给出了相应的整定计算方法。不同工况下的仿真结果表明，当保护安装端发生接地故障时保护可以正确动作，当其他端发生接地故障时保护不会误动作。

10MW海上风电样机变流器采用3300V电压等级，三电平拓扑结构，该款变流器在设计上充分利用了双柜并联的特点，实际功率达到13MW，可以配套10MW～13MW功率等级的风力发电机组。该产品电气主回路核心部件采用国产品牌，其中功率模组选择IGCT，采用中压变流器行业成熟的、可靠性高的NPC拓扑，具有很强的过流能力。变流器控制系统选用的CPU器件、存储器件、通信器等所有元器件，以及软件编译环境、库函数、嵌入式操作系统等软件均为国产自主品牌。技术上采用先进的智能控制算法，具有友好的电网适应性和优良的电机控制能力。该产品耐受电网谐波电压Uthd≦10%，入网谐波电流Ithd≦5%，耐受电网电压不平衡度短时≦8%/长时≦5%，效率大于98%。该变流器已通过中国鉴衡第三方型式认证，获得在新能源行业风电变流器批量应用的准入资格，适用于10MW～13MW级海上风电机组。