分布式电源接入条件下配电网谐波治理研究
谐波责任划分研究现状及在分布式电源并网条件下的展望
第38卷第1期2019年1月电工电能新技术Advanced Technology of Electrical Engineering and EnergyVol.38,No.1Jan.2019收稿日期:2018-05-21基金项目:国家自然科学基金项目(51777035)㊁国家电网公司总部科技项目 电力电子化配电网超高次谐波检测关键技术及传播特性研究作者简介:王攸然(1994-),女,福建籍,硕士研究生,研究方向为电能质量和分布式新能源技术;张㊀逸(1984-),男,湖北籍,副教授,博士,研究方向为电能质量和主动配电网(通讯作者)㊂谐波责任划分研究现状及在分布式电源并网条件下的展望王攸然1,张㊀逸1,邵振国1,黄道姗2,林㊀芳2,张伟骏2(1.福州大学电气工程与自动化学院,福建福州350108;2.国网福建省电力有限公司电力科学研究院,福建福州350007)摘要:公共连接点处谐波电压畸变的原因可能来自负荷本身,也可能来自电网㊁其他负荷或分布式电源等,因此,需要研究谐波责任划分问题㊂谐波责任划分主要包括谐波发射水平估计㊁单母线谐波责任分摊以及配电网多谐波源谐波责任分摊三个研究方向㊂首先,总结了每个方向现有方法的基本原理和研究现状,并总结了量化背景谐波电压波动的共性问题;其次,基于分布式电源并网条件下的谐波特性,探讨了此条件下合理划分谐波责任的难点,包括背景谐波电压波动更剧烈,谐波责任定义不适用,谐振㊁不确定性谐波及谐波耦合对责任划分的影响等;最后,对谐波责任划分未来待研究的问题进行了展望㊂关键词:谐波责任;配电网;分布式电源;背景谐波DOI :10.12067/ATEEE1805050㊀㊀㊀文章编号:1003-3076(2019)01-0061-09㊀㊀㊀中图分类号:TM721㊀引言随着接入电网的非线性负荷大量增加,谐波问题日益显著[1-3]㊂近年来,采用电力电子技术并网的分布式电源(Distributed Generation,DG)大量接入,使得电网中的谐波情况更加复杂[4,5],不仅影响负荷正常工作,严重时还会导致电力设备损坏或引发停电事故[6,7]㊂公共连接点(Point of Common Coupling,PCC)处谐波电压畸变的原因可能来自所关注负荷本身,也可能来自背景电网㊁其他非线性负荷或采用电力电子装置并网的DG,定量划分各方的谐波责任,是实施有效 奖惩性方案 [8]和采取合理谐波治理措施的前提㊂谐波责任划分通过检测公共连接点谐波电流和谐波电压进行责任量化㊂目前对谐波责任划分的研究大致可以分为三类:谐波发射水平估计㊁单母线谐波责任分摊以及配电网多谐波源谐波责任分摊㊂谐波发射水平估计用于计算某个谐波源用户的谐波责任;当一条母线连接多个谐波源用户时,考虑到用户谐波之间的相互影响,需要研究单母线多个用户谐波责任分摊问题;对于一个配电网,谐波在网络中传播,关注某条母线谐波电压受到网络中其他谐波源的影响,量化来自不同母线多谐波源对所关注母线的谐波贡献,这就需要研究配电网多谐波源谐波责任分摊问题㊂本文首先对以上三类谐波责任划分研究方向的现有方法进行分析,指出各类方法的适用场景和优缺点,总结其存在的共性问题;其次,分析DG 大量接入给现有谐波责任划分方法带来的挑战;最后,归纳提出未来需要研究的问题㊂2㊀谐波发射水平估计2.1㊀常用等效模型估算谐波发射水平时,常使用诺顿等效模型,如图1所示㊂其中,I u ㊁I c 分别为系统侧和用户侧某次等效谐波源电流;Z u ㊁Z c 分别为系统侧和用户侧某次等效谐波阻抗;U pcc ㊁I pcc 分别为PCC 点谐波电压和谐波电流㊂IEC61000-3-6[9]中对于某次谐波发射水平的定义为:用户接入系统前后PCC 点某次谐波电压/谐波电流的变化量,根据该定义,量化PCC 点王攸然,张㊀逸,邵振国,等.谐波责任划分研究现状及在分布式电源并网条件下的展望[J].电工电能新技术,2019,38(1):61-69.63㊀两侧贡献的难点在于,如何仅通过测量数据计算得到真实的系统谐波阻抗值㊂现有的谐波阻抗计算方法可分为 干预式 和 非干预式 两种,前者需要人为加入扰动,成本较高且对电力系统造成影响㊂因此,本文重点关注后者㊂常用的 非干预式 方法主要有线性回归方法[10,11]和波动法[12-18]㊂图1㊀诺顿等效模型Fig.1㊀Norton equivalent model2.2㊀线性回归法线性回归法适用于较稳定系统,假设系统谐波阻抗是一个定值,且背景谐波电压基本不变㊂其实质是根据PCC 点电路模型,将系统侧等效为戴维南模型,用户侧仍为诺顿模型,系统侧谐波源谐波电压与PCC 点谐波电压㊁谐波电流的关系方程为:U s =Z s I pcc +U pcc(1)式中,U s 为系统侧等效电压源电压;Z s 为系统侧谐波阻抗;U pcc ㊁I pcc 分别为PCC 点谐波电压和谐波电流㊂可以通过最小二乘法等求解线性方程的方法,求解出系统侧谐波阻抗㊂多次测量求解谐波阻抗时,系统自变量数据之间的相关性较强,存在较大误差,为了解决这一问题可以使用二元回归法[10]㊁偏最小二乘法[11]等㊂线性回归法原理简单㊁求解方便,然而实际系统中背景谐波电压常常是波动的,将导致估计结果不准确㊂2.3㊀波动法波动法利用PCC 点的谐波电压和谐波电流的微小波动量比值估算谐波阻抗㊂由于系统短路容量较负荷容量大,系统侧谐波阻抗较小,系统侧谐波波动对计算结果影响相对较小,传统方法认为系统侧谐波波动不大[12],则易求得系统侧谐波阻抗㊂在实际情况中,系统侧和用户侧的谐波波动往往是同时存在的㊂在求解谐波发射水平的过程中,难以明确波动是哪一侧产生的㊂对图1模型进行分析发现,当仅考虑用户侧谐波波动时,可以求得用户侧谐波阻抗Z c ,其符号为负;仅考虑系统侧谐波波动时,可以求得系统侧谐波阻抗Z u ,其符号为正㊂因此,文献[12]提出了通过判断所求阻抗的符号,确定谐波波动较小一侧的谐波阻抗的方法㊂该方法原理简单,具有工程应用价值㊂文献[13]在此基础上通过判断PCC 点谐波电压㊁谐波电流变化量为正相关或负相关判断计算谐波阻抗为Z c 还是Z u ㊂上述方法虽然简单,但存在计算盲区问题㊂文献[14]中指出,当系统侧和用户侧波动水平相当时,估算结果将处于盲区;只有当波动水平相差较大,结果才是真实谐波阻抗值㊂在此基础上,其提出了阻抗归一化趋势判别方法,可以筛选出更有价值的阻抗计算样本点㊂在此类方法研究中,减小背景谐波的波动对谐波阻抗估算的影响,成为目前研究的重点㊂其中,一种思路基于测量数据的筛选,以提高准确度,如主导波动量筛选法[15]㊁基于贝叶斯定理的估计方法[16]㊁概率分布特征法[17];另一种思路在于把系统侧和用户侧波动的部分分开,分别求解,以提高谐波阻抗估算的精确度,如快速近似联合对角化法[18]㊂3㊀单母线谐波责任分摊3.1㊀基本计算原理随着电力电子设备的大量接入,实际电力系统中一条母线往往连接多个发射谐波的用户,这些用户间的谐波相互影响㊂如何分摊接在同一母线上的每个谐波源的责任,需要对单母线谐波责任分摊进行研究㊂系统多负荷模型如图2所示㊂母线X 一侧与系统连接,一侧与n 个用户连接㊂设某用户k 某次谐波电流为I k (k =1,2, ,n ),母线X 处的谐波电压为U X ,根据母线X 的谐波电压关系列出:U X =Z k I k +U X ,0=U X ,k +U X ,0(2)式中,Z k 为除用户k 之外的系统和用户谐波阻抗的总等效谐波阻抗;U X ,k 为用户k 在母线X 产生的谐波电压;U X ,0为母线除用户k 外的谐波电压矢量,称为背景谐波电压㊂以上相量在相量图中表示,如图3所示㊂图2㊀系统多负荷模型Fig.2㊀System multi-load model64㊀电工电能新技术第38卷第1期图3㊀谐波电压相量图Fig.3㊀Harmonic voltage phasor diagram定义用户k的谐波责任H为:H=|U X,k|cosαUXˑ100%(3)㊀㊀也可以根据图3使用余弦公式,求得cosα代入式(3)中,可得谐波责任为:H=|U X|2+|Z X|2|I k|2-|U X,0|22|U X|2ˑ100%(4)㊀㊀式(4)中,U X可以通过测量得到,I k㊁Z k㊁U X,0未知,目前的单母线谐波责任分摊主要问题是求解式(4)中的未知量㊂根据叠加定理,谐波电流I k应为用户k等效谐波源发射的谐波电流,这一谐波电流被称为 理论电流 ㊂文献[19]提出了一种基于谐波电流的责任分摊,求解 理论电流 的值,用于估计谐波责任,结果较为精确㊂实际系统中, 理论电流 无法测量得到,但是用户k所在的支路电流易测得,支路电流被称为 实际电流 ㊂目前的谐波责任分摊中,谐波电流I k 均使用 实际电流 代入近似计算㊂但是 实际电流 是多个谐波源谐波电流共同作用的结果,用于计算谐波责任必然存在误差㊂文献[20]经过理论计算及仿真分析,对比使用两种电流进行责任分摊的效果,在大部分情况下,虽然估算存在误差,但趋势有较高的一致性㊂所以现有的谐波责任计算大多使用 实际电流 求解谐波责任㊂因此,式(4)中I k㊁UX可通过测量求得,Z X,k㊁U X,0未知,现有方法关注如何求解这两个未知量,具体方法可分为假设背景谐波电压不波动[21-25]和考虑背景谐波电压波动[26-30]两种㊂3.2㊀假设背景谐波电压不波动假设背景谐波电压不波动的情况下,式(2)中UX,0为常数,常用线性回归法求解,如最小二乘法[21]㊂线性回归法求解时,由于在同一PCC点短时间内测量多次谐波信息,线性方程组相关性严重,导致求解存在很大误差㊂偏最小二乘法可用于求病态方程组的最小二乘解,常用于解决这一问题[22]㊂然而传统的偏最小二乘法把实部㊁虚部分开求解,不是原问题真正的最小二乘解,文献[23]提出了复数域的偏最小二乘解,比传统偏最小二乘解更加精确合理㊂无论哪一种方法,基于最小二乘法的求解实质是使回归残差最小,这种方法必须迁就远端数据,影响求解精度㊂文献[24]使用M估计稳健回归的方法,给残差大的数据给予较小的权重,残差小的数据给予较大的权重,求解加权最小二乘,并反复迭代加权系数,可使求解结果更加精确㊂上述方法求解虽然相对精确,但求解过程比较繁琐,特别是背景谐波电压的求解问题㊂文献[25]中通过近似计算,提出了一种更加简便的方法㊂首先,由于Z X,k通过系统谐波阻抗与用户谐波阻抗并联求出,系统谐波阻抗较小,使用系统谐波阻抗近似ZX,k,即可求出电压U X,k㊂再根据国家标准中的谐波电压叠加算式,估计背景谐波㊂这种方法只需利用PCC点谐波电压㊁谐波电流数据和系统侧谐波阻抗即可估算谐波责任,求解方便,但是精确度相对较低㊂使用线性函数拟合时,认为常数项即背景谐波电压是一个不变的值,然而实际系统中背景谐波电压常常是波动的,因此,此类方法不能从根本上解决背景谐波电压波动引起的求解不准确的问题㊂3.3㊀考虑背景谐波电压波动当考虑背景谐波电压波动时,现有求解方法主要分为分段线性化法[26,27]和背景谐波电压分析法[28-30]两类㊂3.3.1㊀分段线性化法在传统的谐波责任分摊方法中,大多认为谐波电压在某一范围内随机波动[26]㊂但是对于变化较大的背景谐波电压,其所对应的谐波阻抗无法求解㊂背景谐波电压波动示意图如图4所示㊂当背景谐波电压U X,0波动时,即背景谐波电压取不同的矢量时,求得的谐波阻抗可能出现很大的不同,如图4中UX,0,1和U X,0,2的情况㊂分段线性化的主要思想在于,对背景谐波电压进行分段,使每一段背景谐波电压波动较小,如图4在U X,0,1附近波动的情况,则谐波阻抗在一定程度上近似相等,对每一段分别进行线性回归,可削弱背景谐波电压波动的影响,使结果更加精确㊂文献王攸然,张㊀逸,邵振国,等.谐波责任划分研究现状及在分布式电源并网条件下的展望[J].电工电能新技术,2019,38(1):61-69.65㊀图4㊀背景谐波电压波动示意图Fig.4㊀Background harmonic voltage fluctuation diagram[27]使用均值漂移的算法,将背景谐波电压进行聚类,使变化的背景谐波电压划分为若干段基本不变的背景谐波电压;再利用偏最小二乘法计算各个数据段的谐波责任;最后加权求和得到总的谐波责任㊂对于波动不太大的网络,这种方法求解结果较好,但是对于波动较大的情况,若分段数量少,则每一段背景谐波电压波动大,计算精度低;若分段数量多,虽提高了精度,但因数据的分类问题,使得计算繁琐㊂如何对背景谐波电压进行分段并无明确标准,实际工程中较难应用㊂3.3.2㊀背景谐波电压分析法从式(2)可以得出,背景谐波电压指除关注用户k的谐波电压外,母线X上的谐波电压,即背景谐波电压由系统侧谐波和其他用户谐波组成㊂根据图2,母线X谐波电压U X为:UX=ðn k=1Z k I k+UᶄX,0(5)式中,UᶄX,0为非主要谐波源提供的谐波电压,称为残余谐波电压㊂文献[28]只分析某一母线的谐波电压污染的主要用户,把其余部分全部归入残余谐波电压,此谐波电压相对较小,不必考虑其波动[28]㊂文献[28,29]解释了背景谐波电压波动的主要部分,把主要谐波源的波动作为方程求解的一项,在一定程度上避免了谐波电压波动带来求解不准确的问题㊂上述方法通过分析背景谐波电压的主要来源,使用分解量化的方法减少背景谐波电压波动的影响,但是用不波动即常量的叠加代替波动的量显然不能使计算结果精确㊂文献[30]在此基础上,假设背景谐波电压是时间的函数,在某时刻计算其泰勒函数展开并忽略高次项,用于更加精确的谐波阻抗计算㊂这种方法为研究通过数学方法量化背景谐波电压的波动规律提供了一种新的思路,但通过简单的数学模型代入计算谐波波动的方法是否合理还有待进一步研究㊂4 配电网多谐波源谐波责任分摊由于大量DG接入系统和电力电子设备的使用,配电网中往往存在多个非线性负荷,每一个PCC点的谐波是由所有非线性负荷共同作用的结果㊂传统的单母线谐波责任分摊关注某一母线所接非线性负荷谐波责任的划分,目前,已有学者对配电网多谐波源对关注母线的谐波责任分摊进行研究㊂包含多个谐波源电网示意图如图5所示㊂图5㊀多个谐波源电网示意图Fig.5㊀Multiple harmonics source grids图5中,连接于母线5㊁10㊁14的圆圈表示非线性负荷㊂现有研究方法基于谐波源谐波电流发射的相对独立性,定义了关注母线电压与配电网谐波源谐波电流的数量关系㊂若关注母线m谐波电压为Um,某一母线i谐波贡献电压即谐波责任为U i,则各个谐波源的谐波贡献U i之和为U m,即Um=ðN i=1Z mi I i=ðN i=1U i(6)式中,Z mi为谐波阻抗,m=i时为自阻抗,mʂi时为互阻抗;I i为注入节点i的某次谐波[30]㊂则定义母线i的谐波源对关注母线m的谐波责任为U i在Um上的投影长度占U m模长的百分比㊂文献[31]中使用独立分量法求解式(6)中的谐波自阻抗㊁互阻抗,计算配电网多谐波源谐波责任㊂这种方法可以同时做到谐波源定位和谐波责任划分,但不能分离出被非线性混合的数据源,也不能完成数据中非线性特征的提取㊂文献[32]在此基础上提出了误差更小的核独立分量分析算法用于谐波责任划分㊂这种方法考虑了配电网中所有可能存在的谐波源,同时这种方法把谐波电流分为缓慢变化量与快速变化量,减小了谐波源之间的耦合,使谐波源定位更加准确㊂上述方法为配电网多谐波源谐波责任分摊提供了具体方法,但是这些方法假设系统谐波阻抗保持恒定,对于系统谐波阻抗变化的系统并不适用㊂66㊀电工电能新技术第38卷第1期文献[33]在已知配电网主要谐波源位置时,将其余非线性负荷提供的谐波计入背景谐波,近似认为其为一个定值,计算某一母线对关注母线的谐波责任㊂根据回归复残差值的大小将背景谐波电压数据分为若干段,以减小背景谐波电压波动对求解的影响,在每段内使用一种基于加权函数的复数域多元线性回归算法,通过权重函数对数据进行筛选,保证每个数据段内没有错误的背景谐波电压数据,使谐波责任电压的计算更加精确㊂这种方法需要已知谐波源的具体位置,并且数据量的大小会影响数据筛选方法的有效性㊂5㊀现有研究的共性问题通过第2~4节的分析可知,谐波责任划分研究面临着一个共性问题:如何量化背景谐波电压的波动㊂现有解决方法大体可以分为数据筛选法和来源分析法两类㊂数据筛选法只考虑将背景谐波电压相近的部分筛选出来,分成不同的背景谐波电压进行线性拟合㊂这种方法是一种分段线性化的方法,在背景谐波波动较大的情况下,分段的多少会影响计算的复杂性和计算结果的准确性,也会对数据筛选本身带来一定的困难㊂来源分析法先分析谐波的主要来源,量化除关注对象外主要谐波来源的谐波电压,并将其余部分计入背景谐波电压,以减小背景谐波电压的数值大小,从而削弱其波动对计算结果的影响㊂该方法的实质是近似,来源分析越详细,近似求解结果越精确,但是背景谐波电压的来源复杂,现有方法都不能非常全面地考虑所有可能的来源㊂在DG大量并网的条件下,谐波电压波动较大,通过简单近似忽略背景谐波电压的波动是否合理还需进一步研究及验证㊂6㊀DG并网条件下的谐波责任6.1㊀DG并网条件下的谐波特征DG大多通过电力电子设备并网,使电网谐波污染更加严重[34,35]㊂DG接入配电网的谐波特征与传统配电网的谐波特征有所不同,总结如表1所示㊂(1)谐波发射特性更复杂㊂与传统的非线性负荷不同,DG的谐波发射特性受多种因素影响,主要分为以下两类㊂1)受DG自身运行特性的影响㊂以光伏电源为㊀㊀㊀㊀表1㊀传统配电网与DG接入配电网谐波特征对比Tab.1㊀Comparison of harmonic characteristics betweentraditional distribution network andDG access distribution network谐波特征传统配电网DG接入配电网谐波发射特性较简单和明确受多种因素影响,波动大谐波潮流㊀㊀传统谐波潮流谐波潮流的不确定性加剧谐振来源㊀㊀无功补偿装置㊁接地电阻等逆变器和LCL型滤波器等例,光伏逆变器接入低压电网总谐波电流畸变率(THD i)可能由于输出功率低或其他原因而超过允许值[36];光伏模块受光照的影响较大,当光伏模块被部分遮挡后,THD i将明显增大;光伏逆变器受配电网谐波电压畸变的影响,当配电网本身已存在较大电压畸变时,可引起光伏逆变器THD i明显增大甚至停止工作[37]㊂2)多个DG之间的谐波交互影响㊂由于DG通过逆变器并网,其谐波发射特性还受到其他DG的影响㊂单个DG独立运行时非常好的逆变器控制方法,在多个逆变电源同时运行时谐波含量明显增加,严重时还可能在两个逆变电源之间出现谐波环流[38]㊂(2)谐波潮流不确定性加剧㊂风力㊁光伏发电系统等DG出力受天气变化等因素的影响,其功率输出所具有的随机性和不确定性比传统非线性负荷更加剧烈㊂为分析风力㊁光伏发电系统出力的不确定性对配电网谐波状况的影响,传统谐波潮流计算方法已无法满足要求,研究这种情况下的不确定潮流计算成为解决此类问题的有效工具[39]㊂由于传统谐波潮流较少考虑DG的谐波特性与输出功率之间存在的相关性,因此难以得出理想结果[40]㊂(3)谐振来源多样化㊂DG常通过电力电子逆变器接入,并设有LCL型并网逆变器,这给系统带来了新的谐振问题㊂并网逆变器通常采用LCL滤波,当电网等效感抗增大时,谐振点降低到谐波含量较大的11㊁13等频次时,谐振现象异常显著[41]㊂光伏逆变器还可能与配电网其他输电和用电设备构成串联或并联谐振电路,导致光伏逆变器谐波电流畸变率增大甚至停止工作[42]㊂6.2㊀DG并网条件下谐波责任划分难点目前对DG接入情况下的谐波责任划分研究较少㊂文献[43]中提出了一种针对光伏发电接入情王攸然,张㊀逸,邵振国,等.谐波责任划分研究现状及在分布式电源并网条件下的展望[J].电工电能新技术,2019,38(1):61-69.67㊀况下系统侧和用户侧谐波波动剧烈时,估计谐波发射水平的求解思路,认为谐波阻抗Z u 和Z c 是一个随时间变化的量,并对其在某一时间t 0进行泰勒展开,忽略二次及以上的高次项㊂然而在求解过程中,选取了与t 0相同的测量时间进行泰勒展开,使一阶项为零,实质上还是用常数近似谐波阻抗㊂由于DG 谐波特征不同于传统非线性负荷,在DG 大量接入电网的背景下,合理地划分谐波责任具有重要实际意义,但目前该方面的研究还面临着以下五点难题㊂(1)背景谐波电压波动的影响㊂由于DG 并网条件下,谐波波动较大,对现有的三类谐波责任划分方向都存在影响㊂尤其当DG 与非线性负荷连接在同一母线时,影响将更加显著㊂这种情况下,由于DG 的影响,背景谐波相对波动较大,造成谐波责任划分受到背景谐波电压波动影响较大,估计非线性负荷的谐波责任时,现有方法误差将进一步增大㊂因此,在DG 导致背景谐波电压更加剧烈波动的前提下,如何更加准确地划分谐波责任还有待进一步研究㊂(2)DG 的谐波责任难以明确㊂DG 的谐波发射及相互作用特性较复杂,比如采用电力电子逆变器并网DG,接入谐波较小的电网时,发射的谐波电流不大;但接入有谐波污染的配电网时,其谐波电流会明显增大㊂在这种情况下,导致谐波超标的责任将难以准确划分㊂如何通过新的指标合理进行划分,需要进一步研究㊂(3)谐振对谐波责任划分的影响㊂由于DG 大多经过电力电子逆变器并网并配合LCL 滤波器使用,给电网带来新的谐振问题㊂对于光伏逆变器,当有功功率低于其额定值时,由于阻抗谐振或背景谐波的影响,有时电压没有明显的失真然而电流失真已经超出能允许的范围㊂传统的谐波责任划分大多数基于谐波电压计算,在DG 并网条件下这种方法是否适用,用什么指标和标准判断DG 的谐波责任更合理还有待后续研究㊂(4)DG 的不确定性对谐波责任划分的影响㊂由于大多数DG,如光伏㊁风电受到自然因素的影响,发出功率具有不确定性,导致谐波也有不确定性㊂现有谐波责任划分方法均为确定性方法,即各个PCC 的谐波数据均为确定值,还缺少不确定条件下谐波责任划分方法研究㊂(5)谐波源之间的交互影响㊂文献[44]中提出谐波责任划分的一个新问题:DG 接入配电网,使谐波源相互之间的影响也越来越强,谐波源之间的耦合变得越来越不容忽视㊂谐波耦合将使谐波责任区分变得模糊,影响用户责任的定量分析㊂估算单谐波源责任分摊时,如果还用 实际电流 进行估算,可能会造成较大的误差㊂7 结论本文认为未来谐波责任划分存在以下四个需要深入探讨的问题㊂(1)合理责任指标的定义㊂目前谐波责任指标的定义有很多,但实质都是基于传统的投影指标,即计算关注用户或母线谐波电压在PCC 谐波电压投影占PCC 谐波电压模的百分比来衡量㊂新形势下,该指标是否合理还需论证㊂(2)背景谐波的影响㊂背景谐波电压的波动问题给谐波责任划分带来误差,现有方法的实质都是削弱背景谐波电压波动,在波动较大的情况下效果不理想㊂分析背景谐波电压的波动规律,准确量化背景谐波电压的波动,更精确地求解谐波责任的方法还有待进一步研究㊂(3)DG 并网条件下的谐波责任划分㊂由于DG并网条件下谐波特性与传统配电网存在差异,需要对这种情况下谐波责任的定义㊁指标进行深入探讨,确定合理㊁准确的谐波责任划分新方法㊂(4)工程实用的谐波责任划分㊂现有方法大多需要对母线的谐波电压和各馈线的谐波电流进行专门的精确测量,如何利用目前国内大量部署的电能质量监测系统的统计数据进行工程实用的谐波责任划分,需要进一步研究与实践㊂谐波责任划分主要包括谐波发射水平估计㊁单母线谐波责任分摊以及配电网多谐波源谐波责任分摊三个研究方向㊂本文首先总结了每个方向现有方法的基本原理和研究现状,并总结了量化背景谐波电压波动的共性问题;然后基于分布式电源并网条件下的谐波特性,探讨了此条件下合理划分谐波责任的难点,包括背景谐波电压波动更剧烈,谐波责任定义不适用,谐振㊁不确定性谐波及谐波耦合对责任划分的影响等;最后对谐波责任划分未来待研究的问题进行了展望㊂参考文献(References ):[1]肖楚鹏,李鹏飞,邱泽晶,等(Xiao Chupeng,Li。
分布式电源接入对电网运行及管理的影响探讨
分布式电源接入对电网运行及管理的影响探讨分布式电源接入对电网运行及管理的影响探讨随着能源消费模式的变化和新能源技术的发展，分布式电源逐渐成为了当今电力系统中的一个重要组成部分。
分布式电源接入对电网运行及管理产生了深远的影响，本文将从电网运行和管理两个方面，探讨分布式电源接入对电力系统的影响。
一、分布式电源接入对电网运行的影响1. 电网稳定性分布式电源接入会增加电网的复杂度和不确定性，因为分布式电源的接入具有不确定性和随机性。
随机性会导致电网的负荷变化不可预测，不确定性会导致电网的频率和电压波动。
这些因素都会影响电网的稳定性，因此需要采取相应的措施来保证电网的稳定性。
2. 电网容量分布式电源的接入可以增加电网容量，但也会带来一些问题。
例如，在某些情况下，分布式电源可能会导致电网的过载。
此外，由于分布式电源的接入位置不同，可能会导致电网某些地区的容量过剩，而其他地区则容易出现供电不足的情况。
3. 电网质量分布式电源接入还会对电网质量产生影响。
例如，由于分布式电源的接入，可能会导致电网的功率因数下降，从而影响电网质量。
此外，分布式电源可能会带来一些谐波问题。
二、分布式电源接入对电力系统管理的影响1. 电力市场分布式电源的接入会对电力市场产生影响。
例如，在某些情况下，分布式电源可能会导致市场价格下降。
此外，由于分布式电源的接入位置不同，可能会导致市场价格在不同地区出现差异。
2. 电力调度分布式电源接入也会对电力调度产生影响。
例如，在某些情况下，分布式电源可能会导致调度难度增加。
此外，由于分布式电源的接入具有不确定性和随机性，可能会导致调度计划难以实现。
3. 供应安全分布式电源接入还会对供应安全产生影响。
例如，在某些情况下，由于分布式电源的接入位置不同，可能会导致某些地区供应不足。
此外，由于分布式电源接入具有不确定性和随机性，可能会导致供应安全问题。
综上所述，分布式电源接入对电网运行及管理产生了深远的影响。
配电网无功补偿及谐波治理技术研究及应用
配电网无功补偿及谐波治理技术研究及应用1. 引言1.1 研究背景配电网是城市电力系统中的重要组成部分，起着将高压电能变换为低压电能并分配到用户端的重要作用。
随着城市电力需求的增长和电力负荷的变化，配电网出现了一系列问题，其中包括无功功率的产生和谐波扰动的问题。
无功功率是指电力系统中流动的电能中既不是有功功率也不是视在功率的一部分，是导致功率因数降低、损耗增加以及电网稳定性下降的主要原因。
而谐波扰动则是指电网中存在的非线性负载产生的频率为整数倍于电力系统基波频率的电压和电流波形畸变，会造成电力系统的损耗增加、设备寿命缩短和电网运行不稳定等问题。
配电网无功补偿及谐波治理技术的研究与应用具有重要意义。
通过对配电网无功功率和谐波问题的深入研究，可以有效改善配电网的电能质量，提高电网运行的稳定性和可靠性。
研究这些技术还可以为推动电力系统的智能化、节能减排和可持续发展做出重要贡献。
本文拟重点探讨配电网无功补偿及谐波治理技术的研究现状和最新进展，旨在为配电网的现代化建设提供技术支持和指导。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨配电网无功补偿及谐波治理技术在提高电网稳定性和质量、降低能耗和损耗、实现电能质量优化等方面的应用。
通过深入研究相关技术原理和方法，分析其在实际配电网络中的应用效果，为电力系统运行和管理提供科学依据和技术支持。
通过对无功补偿和谐波治理技术在配电网中的应用案例进行分析和总结，找出存在的问题和不足之处，为进一步改进和优化技术提供参考和指导。
通过本研究，旨在提高配电网运行效率和可靠性，优化电能质量，为建设智能电网和实现能源可持续发展做出贡献。
1.3 研究意义无。
研究意义：配电网无功补偿及谐波治理技术的研究与应用具有重要的意义。
随着电力系统的不断发展和扩大规模，无功功率和谐波问题日益突出，影响着电力系统的稳定性和可靠性。
通过研究无功补偿技术和谐波治理技术，可以有效提高配电网的功率质量，降低系统的能耗和损耗，提高系统的运行效率。
分布式电源接入配电网研究综述
分布式电源接入配电网研究综述分布式电源(Distributed Generation, DG)是指与传统的大型集中式发电方式相对应的小型、分散式的电源，通常包括太阳能光伏发电、风力发电、生物质发电等可再生能源以及燃气发电、燃油发电等非可再生能源的发电装置。
分布式电源具有接近负荷、生成清洁电能以及为用户提供电力品质的优势，因此在当前的能源领域中受到了广泛关注和研究。
配电网是指从变电站到终端用户的电力系统，主要包括配电变压器、线路、开关设备以及终端用户等。
传统的配电网主要由大型的发电厂通过输电线路送至变电站，再由变电站通过配电线路供电给用户。
随着分布式电源的大规模接入，传统配电网面临着许多新的挑战和机遇。
分布式电源接入配电网研究是对分布式电源与配电网的相互影响和协调运行进行深入研究的工作。
目前的研究综述主要从以下几个方面进行综述。
分布式电源与配电网的互动影响。
分布式电源的接入对配电网的电压、频率等参数产生了影响，而配电网的运行状态也会对分布式电源的并网运行提出要求。
研究人员通过建立分布式电源模型以及配电网模型，分析二者之间的互动影响，为分布式电源的接入提供技术支持。
分布式电源接入配电网的电力质量问题。
分布式电源的接入会引起电力质量的变化，例如电压波动、谐波等问题。
研究人员通过对电力质量的监测和分析，以及优化配电网的运行状态，提高分布式电源的并网质量。
分布式电源接入配电网的可靠性问题。
分布式电源的接入增加了配电网的复杂性，可能导致配电网的可靠性下降。
研究人员通过优化配电网的拓扑结构、完善保护措施等手段，提高配电网的可靠性，保证用户的供电可靠性。
分布式电源接入配电网的运行管理问题。
分布式电源与传统发电方式不同，其运行管理需要考虑到分布式电源的分散性和多样性。
研究人员通过建立合理的运行管理策略，提高分布式电源接入配电网的整体运行效率和经济性。
分布式电源接入配电网的研究涉及到电力系统、能源管理等多个领域的知识，是一个复杂而重要的研究方向。
分布式光伏发电接入对配电网谐波特性的影响探讨
剧 ，配 电网 中在接 入分布பைடு நூலகம் 伏发 电的系统后 ，接入方 法、 实际位置 会影 响配 电网相关 谐波 ，所 以创建 分布式光 伏发 电配 电网 电路 来分析谐波分布 的特 点与传 输特性 。
在配 电网 中接 入 几个 分 布 式光 伏之 后 ，因 为各 个 分 布 式 的光 伏控 制 均 是独 立 的存 在 ，所 有产 生 谐波 电流相 角 也 不 一样 ，常 规 电流 源 和 谐 波 电 流 叠 加 的原 理 则 一
分布光伏发 电对谐 波的影响 ，并制 定 了相应 的管制 办法，确保配 电 网 接 入分 布式 电源后稳 定 、安 全的运行 。 关 键词 ：分 布式光 伏发 电 ；配电 网；谐 波特 性 ；网 架结构 ； 电务 系统 文 献标 识码 ： Ａ 中图分类号：Ｔ Ｍ７ １ ２ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ — ２ ３ ７ ４（ ２ ０ １ ７ ） １ ０ — ０ １ ９ ５ — ０ ２ Ｄ Ｏ Ｉ ：１ ０ ． １ ３ ５ ３ ５ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． １ １ — ４ ４ ０ ６ ／ ｎ ． ２ ０ １ ７ ． １ ０ ． ０ ９ ８ 伴随 全球 能源 短缺、环境 污染等加 深 ，分布 光伏发 电 术凭 借清 洁无污 、资源 的丰 富等特点赢 得社会普 遍关注及 国家 相关政 策大力支 持。光伏 发 电相关 系统经逆 变器等 电 力 、 电子设备 并到 电网中 ，形成 谐波流 到配 电网，影响配 大 谐波 的 电压 畸变 点在 线 路 的末 端 节 点位 置 ， 需要 考虑 配 网 负荷 中有 无 非 线 性负 荷 的存 在 ， 如果 在 系统 内会存 在 谐波 的 电流 注 入 。所 以 当线路 节 点 相关 电压有 没 有达 到 标准 进 行判 断时 可 由线 路末 端 的 电压 畸 变值 判 断 ，得
阐述配电网的谐波及治理方法
阐述配电网的谐波及治理方法近年来，我国的社会经济发展迅速，经济的快速崛起对电力的需求也日益增加，导致用电负荷的不断加大，面对电力资源短缺的问题要加大新电厂的建设力度，同时对已有网路也要进行优化减少既有线路的电力损失，配电网路中的谐波就是导致电力损耗的一个重要因素，必须采取措施对其进行有效防治，从而真正提高输供电质量。
1 谐波具有的特征及其测度一个周期电气量的正弦波分量被称作为谐波，这种波的频率为基波频率的整数倍。
在经过理论分析后发现配电网的谐波主要是由非线性负荷引起的，非线性负荷所吸收的电流值与加载的端电压值呈现非线性的特征。
这种形式的负荷产生的电流为非正弦波，同时还会造成电压出现波形畸变的现象。
这种具有周期性的畸变波由傅立叶级数分解后会产生一些大量基频的分量，这些分量就被命名为谐波。
非线性负荷在产生基频整次谐波的同时还能够有比基频更低的次谐波，以及比基波高的非整数倍数的谐波。
要对供电质量进行完善就必须对存在的谐波展开治理，在此之前，必须对谐波的类型有清楚的认识，较为常见的谐波有准稳态、波动、快速变化和间谐波等4种类型。
由于波在变化过程中其随机性较大，想做到对其进行精准的变化量值分析较为困难，在通常情况下是通过运用数理统计的方式来对其实施测度的。
对某一区域或是全网的谐波进行测度较单点的测度更为复杂和困难，主要是要能够准确定位出谐波源以及采用何种测度模型进行测量。
在定位谐波源时通常运用功率方向技术与瞬时负荷参数分割技术。
分析谐波的模型包括非线性时域仿真模型、线性与非线性频率分析模型等3种。
它们都是对配网电路进行线性化修正，而在具体的修正模拟中采取了不同的技术手段。
2 配电网的谐波源分析在整个配电网路中发、输、配、用电各环节谐波都是存在的，但在入户用电环节其谐波的产生最大。
在发电环节，理论上三相绕组发电机应当是完全对称布置的，发电机铁芯同样应是均匀的，这样在运转工作中不会产生谐波，然而由于生产工艺水平和技术手段等多方面的原因，这种完全的均匀对称性无法实现，导致工作中仍然有一定量的谐波产生。
分布式电源接入崇明电网的谐波分析
摘 要 ： 量 的 分 布 式 电 源 接 入 崇 明 电力 系统 ， 成 了 典 型 的 分 布 式 能 源 电 力 系 统 。分 布 式 能 源 发 电 可 以促 大 构 进 崇 明 整 体 资 源 的节 约 利 用 ， 利 于 崇 明 岛 域 内 的 环 境 保 护 ， 有 利 于 提 高 崇 明 电 网 的安 全 供 电 ， 有 良好 的 有 也 具 经 济 性 、 保 性 、 能 性 、 全 性 和 可 靠 性 ， 明现 有 电 网 中 的 分 布 式 电 源 符 合 接 人 电 网 的 规 定 。介 绍 了崇 明 环 节 安 崇
第 ３ ３卷 第 ２期
２１ 年 ４ Ｏ２ 月
Байду номын сангаас电 力 与 能 源
１９ ６
分 布 式 电源 接 入 崇 明 电 网 的谐 波 分 析
范 兵 王 辉 杨 东升 ， ，
（． 海交通大学 电子信息与电气工程学 院， 海 １上 上 ２ 上 海 市 崇 明 电力 公 司 ， 海 ． 上 ２２５） ０ １ ０ ２０４ ； ０ ２ ０
Ｊ ａ ｔ ｎ ｉ ｅ ｓｔ Ｓ ａ ｇ ａ ２ ０ ４ ， ｉ ａ ｉｏ ｏ ｇ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｙ， ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ２ ０ Ｃｈ ｎ ；
２ ．Ｓｈ ｇｈ ｕｎｉｉ ｌＣｈｏ ｍ ｉｇ Ｅｌｃ ｒｃ ＰｏｗｅｒＣｏ ｐａ ｙ， ａｎ ａｉＭ ｃｐａ ｎｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｍ ｎ Ｓｈａ ｇｈａ ２１ ０， ｎ ｉ２０ ５ Ｃｈｉ ） ｎａ
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配电网无功补偿及谐波治理技术研究及应用
配电网无功补偿及谐波治理技术研究及应用1. 引言1.1 研究背景配电网无功补偿及谐波治理技术研究及应用引言:在现代社会中，能源消耗日益增加，配电网作为电力系统的重要组成部分，承担着将发电厂生成的电力传输至用户或终端设备的重要任务。
随着电力负荷的增加和电力系统结构的复杂化，配电网中出现了诸多问题，其中无功功率和谐波是常见的问题之一。
无功功率是指交流电路中不需要产生功率的功率成分，其存在会导致能源的浪费和电力系统运行效率的降低。
而谐波则是指电压或电流中含有频率为原基频率整数倍的波动，会对电力设备造成损坏，同时还会对电网安全性和稳定性造成影响。
配电网无功补偿及谐波治理技术的研究和应用显得尤为重要。
通过引入先进的技术和设备，可以有效地解决配电网中无功功率和谐波问题，提高电力系统的运行效率，降低能源消耗，保障电力设备的安全稳定运行。
本文将对配电网无功补偿及谐波治理技术的研究和应用进行深入探讨，为电力行业的发展提供理论和技术支持。
1.2 研究意义配电网无功补偿及谐波治理技术的研究意义在于提高配电网的运行效率和可靠性，减少电能损耗、保障电网安全稳定运行。
随着电力系统的发展，电力负荷增加，使得配电网无功功率的需求也越来越大。
而传统的无功补偿设备和谐波治理技术已经不能满足当前电力系统的需求。
对配电网无功补偿及谐波治理技术进行深入研究和应用具有重要意义。
配电网无功补偿技术的研究意义在于可以有效提高电网的功率因数，降低潜在的电能损耗，优化电网的电压质量，提高电网的稳定性和可靠性。
无功补偿技术还可以改善电网的功率平衡，减少电网的拓扑结构和电流负荷对电网的影响，提高电网的运行效率。
谐波治理技术的研究意义在于可以有效减少电网中的谐波电流和谐波电压，提高电网的谐波含量水平，减小对电网设备的损伤，确保电网设备的正常运行，同时保障电能的质量和稳定性。
谐波治理技术还可以优化电网的谐波波形，提高电网的功率质量，减少电网谐波污染。
配电网无功补偿及谐波治理技术的研究意义不仅在于解决当前电网运行中存在的问题，还为未来电力系统的发展提供了重要技术支持。
第五讲 分布式电源并网的谐波问题分析
１ 谐波的含义及危害
任 何周 期性 的畸变波 形都 可用正 弦波形 的 和 表示 ，如图 １所示。当畸变波形 的每个周期都相 同时 ，则该波 形可 用 一 系列 频 率 为 基波 频 率 整数 倍 的理想 正 弦 波形 的和 来 表示 。其 中 ，频 率 为基 波 频率 整数倍 的分量 称 为 谐 波 ，一 系列 正 弦 波形 的和称 为傅里 叶级 数 。
Ｈａｒｍ ｏｎｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｗｉｔｈ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ
ＺＨＡＮ Ｇ Ｌｕ， ＺＨ Ｕ Ｙｏｎｇｑｉａｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒ ｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒ ｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２２０６，Ｃｈｉｎａ）
在频域 分析 中 ，将 畸 变 的周 期 性 电压 和 电流 分解成 傅里 叶级 数 ：
ｕ（ｔ）：∑ √２Ｕｈｓｉｎ（ｈｗｌｔ＋ＯＬ ） （１）
（ ）＝∑ ｓｉｎ（ｈｏ９ ｔ＋ ） （２） ｈ ＝ Ｉ
朱 永强 （１９７５一），男，副教授 ，博士，研究方向为分布式电源发 电、电能质量分析与控制等 。
分布式电源对电网谐波分布的影响及配置研究的开题报告
分布式电源对电网谐波分布的影响及配置研究的开题报告一、研究背景与意义随着可再生能源的不断发展和利用，分布式电源（Distributed Generation，DG）的应用越来越广泛，已经成为现代电网中不可或缺的部分。
同时，电力市场的开放和竞争也要求分布式电源能够更好地适应电力系统的要求，如电压稳定、功率均衡和质量保证等。
然而，分布式电源的接入和发电方式不同于传统发电方式，其对电网的影响也不同。
其中，分布式电源对电网谐波分布的影响是一个重要且需要研究的问题。
如何合理配制分布式电源，控制其对电网谐波分布的影响，是目前电力系统运行中亟待解决的难题。
二、研究内容1.分析分布式电源对电网谐波分布的影响机理及影响程度。
2.研究分布式电源配置对电网谐波分布的控制效果，构建控制模型。
3.设计合理的分布式电源配置方案。
4.验证模型和方案的正确性和实用性，提出优化建议。
三、研究方法1.采用文献研究的方法，综合国内外相关研究成果，分析分布式电源对电网谐波分布的影响机理和程度。
2.通过PSCAD/EMTDC等软件建立电网谐波分布的仿真模型，研究分布式电源配置对电网谐波分布的影响。
3.采用多目标优化算法，综合考虑系统的经济性和可行性，设计合理的分布式电源配置方案。
4.通过仿真和实验，验证模型和方案的正确性和实用性。
四、研究的预期成果1.建立合理的分布式电源配置模型，提出有效的控制方法。
2.设计合理的分布式电源配置方案，提高电网谐波分布的控制效果。
3.验证模型和方案的正确性和实用性，提出优化建议。
五、可行性分析本研究基于现有的电力系统理论和技术，采用现代电力仿真软件等现代化工具，研究内容具有一定的可行性和可操作性。
六、研究计划1.研究分布式电源对电网谐波分布的影响机理及影响程度（1-2个月）。
2.构建分布式电源配置模型，建立仿真模型（2-3个月）。
3.设计合理的分布式电源配置方案，并在仿真模型中进行验证（3-4个月）。
4.实验室实验验证，提出优化建议（4-5个月）。
《配电网系统背景谐波抑制方案研究》范文
《配电网系统背景谐波抑制方案研究》篇一一、引言随着电力电子技术的快速发展和广泛应用，非线性负荷在配电网中的比重逐渐增加，导致谐波问题日益严重。
谐波不仅会降低电能质量，还会对电力设备造成损害，影响系统的稳定运行。
因此，研究配电网系统背景下的谐波抑制方案，对于保障电力系统安全、稳定、经济运行具有重要意义。
二、配电网系统背景谐波产生原因及影响1. 产生原因：配电网中的谐波主要由非线性负荷产生，如整流设备、变频设备、电弧设备等。
这些设备在工作过程中会产生大量谐波电流，注入到配电网中，导致电网电压波形发生畸变。
2. 影响：谐波会对电力系统造成多方面的影响。
首先，它会降低电能质量，使电压波动、闪变等问题加剧。
其次，谐波会对电力设备造成损害，缩短设备使用寿命。
此外，谐波还会影响继电保护装置的正常工作，甚至引发误动或拒动，对电力系统的稳定运行构成威胁。
三、传统谐波抑制方法及局限性1. 传统方法：传统的谐波抑制方法主要包括安装谐波滤波器、无功功率补偿装置等。
这些装置可以通过滤除或补偿谐波电流，达到抑制谐波的目的。
2. 局限性：虽然传统方法在一定程度上可以抑制谐波，但存在一定局限性。
例如，谐波滤波器的成本较高，安装和维护难度较大；无功功率补偿装置只能补偿部分谐波，对于高次谐波的抑制效果不佳。
此外，传统方法往往只能针对特定负荷进行治理，难以在配电网层面进行全面治理。
四、新型谐波抑制方案研究针对传统方法的局限性，本文提出一种新型的配电网系统背景谐波抑制方案。
该方案主要包括以下几个方面：1. 优化配电网结构设计：通过优化配电网结构，降低谐波在电网中的传播和扩散。
例如，采用分布式供电、微网等技术手段，将非线性负荷与线性负荷进行分离，减少谐波的传播路径。
2. 安装有源滤波器：在关键节点安装有源滤波器，实时监测并滤除谐波电流。
有源滤波器具有响应速度快、滤波效果好的优点，可以有效地抑制高次谐波。
3. 引入智能控制技术：通过引入智能控制技术，实现谐波的自动检测、分类和治理。
配电网分布式谐波治理研究
配电网分布式谐波治理研究$朱国锋\牟龙华1，陈宏2，朱吉然2 (1.同济大学电气工程系，上海201804;2.国网湖南省电力公司电力科学研究院，湖南长沙410007)摘要：针对传统集中式谐波治理对配电网谐波污染治理效果不佳的问题，展开了面向配电网的分布式谐波治理的研究。
以有源电力滤波器（APF)和多功能并网逆变器等设备作为分布式谐波治理的基本单元，针对不同配电网拓扑提出了具有针对性的 分布式谐波治理策略。
与传统方法相比，分布式谐波治理更加灵活多变且治理效果更 优，具有很好的发展前景。
关键词：配电网；电能质量；分布式谐波治理；有源电力滤波器；多功能逆变器中图分类号：TM 71文献标志码：A文章编号：2095-8188(2016)20-0021^06D O I ： 10. 16628/j. cnki. 2095-8188. 2016.20.004朱国锋（1987—）， 男，博士研究生，研 究方向为电能质量 治理、光伏发电技 术。
Research on the Distributed Harmonic Compensationin Distribution NetworkZHU Guofeng1 , MOU Longhua1 , CHEN Hong1, ZHU Ji.ran1(1. Department of Electrical Engineering, Tongji University, Shanghai 201804, China;2. State Grid Hunan Electric Power Coiporation Research Institute, Changsha 410007, China)Abstract ： For the complex topologies and widely scattered loads in distribution network, the traditionalcentralized harmonic compensation strateg}^ is not satisfied. Based on active power filters and multi-function inverter as the distributed harmonic compensation units, this paper did a systematic study on the distributed harmonic compensation for distribution network. Aiming at different topologies of distribution network,the specific distributed harmonic compensation strategies were proposed. Compared with traditional centralized strategy, the proposed distributed harmonic compensation strateg}^ is more flexible and applicable for distribution network.Key words ： distribution network ； power quality ； distributed harmonic compensation ； active powerfilter (APF) ； multi-function inverter〇引言电力系统电能质量的内容主要包括谐波、无 功、频率和电压偏差、电压波动与闪变、瞬时或暂 态过电压、电压暂降、中断、暂升等[12]。
分布式电源对于配电网谐波特性的影响
分布式电源对于配电网谐波特性的影响发表时间：2017-10-23T15:24:38.557Z 来源：《电力设备》2017年第17期作者：王瑞君[导读] 摘要：分布式电源作为一种新的发电形式和储能方式，具有保护环境、安全可靠等优势。
但分布式电源目前在我国的研究还处于基础阶段，对其并网的研究还并不充分。
本文首先介绍了分布式电源的定义及现实意义，同时也对其对于配电网谐波特性的影响作了一定的探讨，有利于后续的研究。
（国网浙江义乌市供电公司浙江义乌 322000）摘要：分布式电源作为一种新的发电形式和储能方式，具有保护环境、安全可靠等优势。
但分布式电源目前在我国的研究还处于基础阶段，对其并网的研究还并不充分。
本文首先介绍了分布式电源的定义及现实意义，同时也对其对于配电网谐波特性的影响作了一定的探讨，有利于后续的研究。
关键词：分布式电源配电网谐波影响如今的世界，经济在不断地发展，社会在不断地进步，各种需求量也在不断地增加。
随着经济的发展也带来了一些负面影响，由于用电负荷的急剧增长，传统的供电方式呈现出越来越多的弊端，因此新型发电方式的提出将会广泛引起人民的重视。
分布式电源被广泛地应用与社会中，同时在社会生活的各方面都具有很大的优势，具有环保高效、安全灵活、性价比高、建设周期短等特点，能够就近供电，满足用户的多样化需求，带来了电力系统的重大变革，因此受到了广泛的应用和重视。
分布式电源越来越多地被引入配电网系统，随着它带来便利的同时，也会对电力系统产生一定的影响，目前所关注的最主要的问题就是分布式电源对于配电网谐波特性的影响。
一、分布式电源（一）分布式电源的定义分布式电源的规模并不大，属于小功率的电源，是模块式的，能够与环境兼容，主要包括发点设备和储能装置。
分布式电源能够满足电力系统和用户的特殊要求，提供便利，能够为边远地区的用户、商业区和居民区供电，减少经济投入，增强供电能力。
分布式电源具有多种多样的形式，比如：现场端的可再生能源系统、利用发电产生出来的废能来生热等等。
探讨分布式光伏发电接入对配电网谐波特性的影响
探讨分布式光伏发电接入对配电网谐波特性的影响摘要：伴随全球能源短缺、环境污染等加深，分布光伏发电术凭借清洁无污、资源的丰富等特点赢得社会普遍关注及国家相关政策大力支持。
光伏发电相关系统经逆变器等电力、电子设备并到电网中，形成谐波流到配电网，影响配电网的谐波。
其中配电网谐波种类比较多，会展现多分布的参数特点，进而导致多接入点的分布式光伏配电网谐波放大特点、传输特点变得繁杂。
因此，在接入分布式光伏发电后绝不能忽略其对配电网谐波产生的影响。
关键词：分布式；光伏发电；谐波特性；影响一、谐波分析方法太阳能发电要通过光伏逆变器并网，因而会向配电网注入大量谐波电流，引起各节点电压畸变。
引起畸变的大小与PV接入的容量及位置有关，为简化分析，设计了一个简单的单辐射馈线配网系统，如图1所示。
1.1谐波源模型电力系统中多数谐波潮流分析是用线性稳态电路的处理技术进行求解。
谐波源是一种非线性元件，通常认为是往线性网络模型注入谐波的注入源，可分为电流源和电压源。
目前工程实际应用中将逆变器和负荷中非线性负载看做是内阻无穷大的谐波恒流源，便于对多个无规则谐波源进行叠加计算，正适合于文中对多个谐波电流经过线路传输后对各节点波形畸变的影响研究。
通常，配电母线上的电压畸变相对较低，因此在供电系统中可以认为逆变器及非线性负载的电流畸变是相对恒定和独立的畸变，即认为谐波源所产生的谐波电流仅取决于设备的出厂频谱特性。
1.2未接入光伏时的谐波分析常规的配网负荷属于非线性负荷，本身也是一个谐波源。
在PV接入之前，注入各节点的谐波电流仅与流入负荷的基波电流幅值和相角成线性关系。
假设负荷电流的第次谐波用其幅值与基波电流幅值的比值表示，记为，流入负荷的基波电流幅值为：第次谐波的注入电流为：系统等值网络如图2所示。
线路末端，负荷节点的第次谐波电压为：式中，r、x、b均为线路的单位电阻、电抗、电纳，对于同一型号的线路取常数值。
当谐波次数变化时谐波电压也会变化，因此不同次数的谐波经过同一线路其影响特性也不同。
探讨分布式光伏发电接入对配电网谐波特性的影响 丰圣昌1
探讨分布式光伏发电接入对配电网谐波特性的影响丰圣昌1 摘要：众所周知，配网的架构十分复杂，同时光伏接入的位置也具有明显的多样性，对配网谐波会产生直接的影响。
对此，本文将简答阐述分布式光伏发电，接入配电网谐波变化机理，在这一基础上，探究其接入后对配电网谐波特性的影响，包括接入位置不同的影响、负荷轻载产生的影响、分散方式产生的影响，以期为相关人员提供参考，确保配网能够安全、稳定的运行。
关键词：分布式光伏发电；配电网；谐波特征基于环保、清洁的优势，分布式光伏发电得到了广泛的应用，经过逆变器等电子设备、电力设备的处理，便可以将光伏发电并入电网之中，并且以谐波的形式流入配电网，直接对电网的谐波产生影响。
其中，配电网中的谐波具有多种不同的种类，所以呈现出来的参数特点也明显不同，使得接入点位置的分布式光伏配电网谐波变得更加复杂，所以相关人员需要采用恰当的方式进行处理，提高系统运行的稳定性。
一、分布式光伏发电接入配电网谐波变化机理在分布式光伏发电系统并网以后，其自身产生的谐波就会直接流入到配电网中，对配电网的谐波产生影响。
如图1所示，其为分布式光伏并网等值电路图，光伏电源等效内阻属于无穷大谐波的电流源，其中母线短路容量差异、单点接入发、多点接入法、光伏并网点、电网相关结构等，都会对配电网谐波产生直接的影响。
另外，配电网背景谐波的存在，也会加剧光伏并网点谐波的水平，而分布式光伏发电接入配网以后，不同的接入位置、接入方式等，对配电网谐波产生影响。
针对这样的现象，应该建设分布式光伏发电配电网电路，对谐波的传输特点、特点等进行详细的分析。
将几个分布式光伏接入到配电网之中，由于分布式光伏相互之间具有较强的独立性，所以各自产生的谐波相角也存在差异，但是谐波电流叠加的方式与常规电流源的方式相同，即叠加以后谐波电流源等于所有谐波源的电流矢量和。
在分布式光伏发电中，大部分的谐波电流都是基于配电主干线完成并入公共电网的，此时的谐波不会产生自负荷节点流。
分布式电源对电网谐波的影响 (2)
山东大学继续教育学院毕业论文(设计)题目姓名学号年级专业学习中心指导教师填表日期山东大学继续教育学目录摘要 (3)一、研究的背景与意义 (4)二、分布式电源 (5)三、分布式电源对电网谐波的影响 (8)四、分布式电源对电网谐波影响的控制措施 (10)五、总结 (11)参考文献 (12)谢辞 (13)摘要在传统电网建设中，随着当代人日益增长的电力需求，电网的建设周期越来越长，投资规模也日益增加，其可靠性则是提出了更高的要求。
因此，分布式电源接入电网的形式逐渐成为一种电网建设的主流趋势。
例如，新能源中的光伏发电与风力发电都是新能源中常见的分布式电源。
但是由于风力以及太阳能是具有自然属性的能源，其随机性较强，因此该类能源所输出的电能也是随机变化的能源之一，因此这类能源所产生的电能并入电网后会产生一系列电能质量问题。
故本文针对此类问题，着手于新能源电源的谐波畸变、三相电力不平衡等问题展开讨论，并且提出一定的解决方案，以求对于分布式电源的发展提供一定的思路。
关键词：谐波治理；分布式电源；新能源一、研究的背景与意义从传统意义讲，新能源分布式发电一般包含染料电池、微型燃气轮机、风力发电装置以及光伏发电装置等。
其优势在于灵活性以及可靠性，同时由于属于新能源发电其经济性也得到了一定的提升，故分布式发电装置一般配属在分布式负荷附近，特殊情况则直接并入电网。
其劣势在于，单机发电规模通常远小于传统发电，容量一般介于10KW到70MW之间[1]。
我国现行的主流技术方面来说，分布式电源一般通过特定的电力电子器件并入电网，但是由于该类器件的关断频率较高，在向电网输送电能的同时，也注入了谐电波电流。
因此在分布式电源并网前需要对于谐波进行整定。
例如分布式电源采用同步发电机或异步发电机并网，那么发电机端电压可以认为不含谐波分量，即极端电压是纯正弦的，系统不会因为此类分布式电源产生谐波，一般热电联产的机组会采用这种并网方式。
当分布式电源采用变流器进行并网时，由于变流器的整流、逆变或者变频作用，会向电网注入有规律的谐波，通常新能源分布式电源包含光伏发电组件、风力发电组件、生物发电组件以及燃料电池等，这些电源共同的特点是无法直接输入工频电压，须经过电力电子器件处理，才能输出可以供用电设备使用的电能。
浅析分布式光伏发电并网谐波影响及治理
源 结语
电网谐波的存在不仅导致了电能的浪费还影响了 电能质量袁 因此研究谐波的治理对像分布式光伏这样 的微型电网的推广以及改善国家能源结构减少对传统 能源的依赖推进可持续发展具有重要意义遥 谐波治理 这一项关乎民生而又艰难漫长的工作值得我们持续关 注遥
揖参考文献铱 咱员暂赵萌萌袁胡琴洪袁杨大勇等.分布式光伏发电并网方案研究 [J].电 源 技 术 ,2016,(4 ):783-785 咱 圆暂 张 兴 , 李 俊 , 赵 为 等 . 高 效 光 伏 逆 变 器 综 述 [J]. 电 源 技 术 ,2016 ,
分布式新能源接入电网的谐波热点问题研究
谐波源定位问题也是谐波热点问题的重要内容。谐波源定位是指在谐波源划分谐波责任时为经济管控手段的实施所建立的基础方法。而这其中还包含责任评估等方面内容，它主要是为了对电网系统的运行进行干预，以此降低谐波影响度。
（四）谐波稳定性问题
谐波外，在换流器控制电流时也会引发谐波不稳定。因此，在分布式新能源接入电网时需注重谐波稳定性问题。
关键词：分布式新能源；谐波热点问题；解决对策
前言：在电网中接入分布式新能源需注重谐波热点问题的处理结果，从而确保分布式新能源能在电网中正常运行。谐波实际上指的是大于电网中基波频率部分的电量，它对分布式新能源的应用具有重大影响。所以，相关人员需采取相应的措施有效解决谐波热点问题，保证电网在分布式新能源的支持下得到稳定发展。
（二）谐波谐振问题
谐波谐振问题实际指的是在谐波电流的传播过程中受到谐波源参数匹配度及网络元件的参数值等因素的影响而出现电流骤然增大、谐波谐振等问题。一般谐波谐振问题的出现需要具备以下两个条件：其一，电网系统在相应的频率下系统电容参数与感性参数发生相互匹配状况；其二，谐波源电压、电流频谱在电网系统中形成一定的覆盖面，并将谐振频率覆盖其中，由此引发谐波谐振问题。
（三）明确谐波源定位法
谐波定位方法主要包括以下两种：（1）等效电路模型法，它在实际应用时具体是将输配电系统划分为两个部分，然后分别设置等效电路模型，按照定位算法对主谐波源进行确定。这种方法优势在于：操作便捷、原理简明。尤其适用于单谐波源的定位过程；（2）谐波状态估计定位法，它主要是以测量结果为基准对谐波进行定位，从而得到最佳目标状态测量值。它的主要特点为：装置简便、定位准确，且更加适用于多谐波源定位。另外，还需格外注意的是谐波源定位的误差控制问题。当前，分布式新能源接入电网的谐波源定位还应符合以下要求；其一，计算效率需加以提升，并在谐波源定位中善于应用多种检测设备，以便有效解决谐波热点问题；其二，在多谐波源定位中需提高时效性与精准度；其三，在工况较为复杂的区域内进行电网谐波源定位需制定责任评估制度，进而明确谐波责任[2]。
微电网分布式电能质量检测及谐波抑制技术研究的开题报告
微电网分布式电能质量检测及谐波抑制技术研究的开题报告一、研究背景和意义：随着分布式能源的快速发展和微电网的推广应用，微电网的电力质量问题日益突出，其中以谐波抑制问题最为重要。
谐波污染会导致微电网对电力网络的影响，损坏微电网内部的负载设备，降低系统的效率等不良后果。
因此，针对微电网内部的谐波进行检测和抑制，成为了当前微电网能源管理系统中的难点和热点问题。
本文将从分布式电能质量检测和谐波抑制两个方面，对微电网谐波污染问题进行深入研究，为微电网的稳定运行和谐波抑制提供有效的技术支撑。
二、研究内容：（1）分布式电能质量检测技术的研究通过建立微电网电能质量检测系统，对微电网内部的电压、电流、功率因数等电能质量参数进行实时监测，并通过数据采集、处理和分析，进行故障定位和质量控制。
主要研究内容包括：（a）微电网电能质量检测系统的构建；（b）分布式电能质量检测算法的研究；（c）实时分析和处理算法的设计和实现。
（2）谐波抑制技术的研究通过建立谐波抑制系统，对微电网内谐波进行有效地抑制，保证微电网内部电器设备的安全和稳定运行。
主要研究内容包括：（a）微电网谐波抑制系统的构建；（b）谐波抑制算法的研究；（c）谐波抑制系统的实现和验证。
三、研究方法：（1）分布式电能质量检测技术研究：采用数字信号处理技术对微电网内电能质量参数进行实时分析和处理，建立微电网电能质量检测系统，进行故障诊断和质量控制。
（2）谐波抑制技术研究：通过分析微电网谐波产生的原因，采用有效的谐波抑制算法，在微电网内部对谐波进行抑制。
四、预期结果：本研究的预期结果是建立高效、准确的微电网电能质量检测系统和谐波抑制系统，在微电网内部对电能质量参数和谐波进行实时监测和抑制，提高微电网的稳定性和效率，为微电网的管理和控制提供有效的技术支持。
五、研究难点：（1）微电网电能质量检测系统的构建需要考虑到数据采集、传输、处理和分析等环节的协调和优化。
（2）谐波抑制技术的研究需要针对谐波的不同类型和频率，确定合适的抑制算法，并考虑到系统实时性和稳定性的要求。
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电能是现代工农业发展 和人 民生活必不可少 的能源 ，由于 电
力系统 中非线性负载的大规模应用 ， 都使 电网中产生 了大量谐波 ，
由式（ １ — ３ ） 计算可得 和 ， 它们是 由直流分量和谐波分量组成 ，
谐波会造成我们用电线路 的功率损耗 ，而且 电能受到不必要 的浪 和 ｉ ｑ Ｌ Ｐ Ｆ滤去所含有 的交流分量后 ， 可得 ｉ 。 和ｉ ， 再 经过运算就可 费。分布式电源接人配电网电网， 各种 以开关方式工作 的电力电子 得到 和 ， 运算式如式（ １ — ４ ） ： 装置 的广泛使用产 生了大量谐波 ， 不仅造成 电能利用率下降 ， 还严 重影响了电能质量 ， 从而降低 了其 它用 电设 备的安全 『 生 和可靠性 。
ｅ ￣ ￣ ＇ ｔ Ｉ ｌ ｉ ａ ｓ ｌ
和 再 通 过 变 换 得 到 ｉ ￣ ． ｉ ｂ ｆ 和ｉ ，负 载 三 相 电流 ｉ ｏ ， ｉ 和ｉ
减去 ｉ ｒ 和 就得到所求的三相谐 波电流 、 ｉ 和 ｉ 。
源滤波器 Ｈ Ａ Ｐ Ｆ （ Ｈ ｙ ｂ ｉ ｒ ｄ Ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｆ ｉ ｌ ｔ ｅｒ ） 。 其中 Ｐ Ｆ Ｆ易受 电力系 ３ 实 验 结 果 分 析
（ 下转 第 ８ ９页 ）
《 资源节约与环保》 ２ ０ １ ３年 第 ９ 期
２ ． ２ － ３ 建设文化城市 ， 塑造城市文化特色
成 一个 城市社会文化和物质环境 的总体特 征 ， 规划设计 中不 能仅 市 的文化特 色。 ２ ． ２ ． ４构建 人与环境 和谐共处 的居住环境 生态城市景观规划 、 特色设 计要处理好人文和 自然 的协调和
特点 。夜 景规划 ， 是要能创 造多样性 的生活空 间 ， 能提供 愉悦 的
生态城 市规 划设计 特色 ， 要能反 映出城 市的社会现实 ， 要构 ３ ． ２提 升 城 市 设计 ， 凸 显城 市 特 色
仅 局限于美学 范围 ， 要突 出生 态城市所 具有 的社 会意义 ， 突 出城 城 市的环境 资源和开发进行 有机结合 ，根据系统 的城市设计来
２基于 瞬 时无功 功 率的谐 波检 测算 法
谐 波电流检测是有源 电力滤波器 的一个重要环节 ， Ａ Ｐ Ｆ要实 现快 速准确和可靠地补偿谐波 电流 ， 首先就要能够实时准确地检 测 出谐 波电流 。到 目前为止 已经 出现 了很多方法 ， 主要有快速傅 立 叶变换 、 基于神经 网络 和瞬时无 功理论的谐波检测方法 。采用 快 速傅立 叶变换法 的延时 时间较长 ， 易受 电网 电压影 响 ， 产生非
分布 式 电源接入条 件下配 电网谐 波治 理 研 究
于旭东 刘 忠菁
（ 郑州市 电力高等专科 学校 河南郑 州 ４ ５ ０ ０ ０ ３ ）
然后 ｐ和 ｇ 经过 Ｌ Ｐ Ｆ 后就可以得到它们的直流分量Ｐ 和ｇ 。
再把ｐ 和ｑ 经过
和ｉ 为：
变换后，就可以得到三相基波电流 ｉ
统线路变化 的影响 。 与Ｐ Ｆ Ｆ相 比， Ａ Ｐ Ｆ实现 了实时控制补偿 ， 能够
由于分 布式 电源接人配 电网中各种 以开关 方式工作 的 电力
实 时对谐波进行补偿 。 Ａ Ｐ Ｆ补偿谐波的同时 ， 还可 以补偿无功 ， 提 电子装置 不断增加使用 ， 所 以可 以将它作 为我们 的谐 波源 ， 在未
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图 １未投 入 ＡＰ Ｆ时 分 布 式 电 源接 入 配 电 网电 流 波 形
ｎ ＃ ｎ 撵 ｎ ｎ 挹 ： ｎ 乳 ｎ 雕 ｎ ．
同步 的采样误差 。 采用神经 网络算法 ， 实时性和精度 比较差 ， 实现 起来复杂 。 我们采用实时性和检测精度都很好 的瞬时无功功率理 论法 ， 介绍 由其研 究得到的和检测方法 。
高功率 因数 。综上所述 Ａ Ｐ Ｆ 具有可控性高和响应速度快 的优 点 ， 投入 Ａ Ｐ Ｆ之前 ， 分 布式电源接入配 电网 ， 得到 电网侧 的波形 以及
而且分 布式电源接人配 电网间的谐波频率 固定 ， 为 了实现负载变 频谱分析如下图所示 ： 化 时精确补偿控制 ， 因此本 文主要研究有源 电力滤波器 。
把负载谐 波源的三相 电流 、 ｉ 和 减 去经过 ｐ － ｑ算法得 到 的三相基 波电流 ｉ ￣ ． ｉ ｂ ｆ 和 ０就可 以得到谐波 电流 、 ｉ 和 ， 最后
再由 Ａ Ｐ Ｆ产生 等幅反 向的电流 ， 就可 以补偿谐波电流。
２ ． ２谐波电流检测方法 由上面可得 ， 三相 电路瞬时有功电流和无功 电流为 ：
的理 想 居 住 环 境 和 场 所 。
进行严格落实 ， 提高 中心城区的生态环境建设 。 城 市设计是 塑造特色城 市的基本 手段 ，在规划设 计 中要将 进 行引 导 ， 结合城 市发展 特色 ， 来提 升生 态城市 、 特 色城 市 的设 计理念 。 城 市规划设 计特色还包 括城市建 筑实体 、城市 夜景规划 和 于建筑 实体 ， 可以通过控制建 筑物高度 、 颜 色、 形态 和空间特色 ，
１谐 波 治理 措施
目前 主要 的谐 波 治 理装 置 主要 有 无 源滤 波 器 Ｐ Ｆ Ｆ Ｐ ａ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ， Ｐ Ｐ Ｆ ） 、 有 源滤波器 Ａ Ｐ Ｆ （ Ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ） 、 混合型有
２ ． １谐 波电流检测方 法 可得 瞬时有功功率和瞬时无功功率为 ：
ｆ ｌ ｐ］ｆ ｌｅ ｅ ８¨ ｉ ］ 『 １ Ｉ Ｉ ｌ ＿ Ｊ ＝ Ｉ ． １
＝
（ １ － １ ）
图 ２未 投 入 ＡＰ Ｆ时 分 布 式 电 源接 入 配 电 网 电流 波 形 频 谱