基于偏最小二乘法的谐波污染责任划分研究

孟祥宇 张纳川

摘 要：划分各个谐波源谐波责任的重要依据就是明确区分多谐波源对公共母线的影响。首先建立含有谐波源的电网模型，并用偏最小二乘法进行谐波阻抗的计算。其次建立谐波污染责任划分指标。最后在Simulink上进行多谐波源等效电路的仿真，测量公共连接点处的谐波电压，利用各个谐波源的谐波电压在公共节点上的电压分量，划分各个谐波源的谐波污染责任。

关键词：谐波源；谐波污染；偏最小二乘法

中图分类号：M711 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）12-0189-01

区分用户对公共连接点的谐波责任，实施相应的处罚措施可以减轻网络中谐波污染。目前针对谐波源谐波发射水平的方法主要包括干预式和非干预式方法。干预式方法通过向系统中注入谐波电流来检测系统中谐波阻抗的参数，这种方法会影响系统运行，一般不采用。非干预式方法主要分为二元线性回归法[1]、波动量法[2]等。

1 采用偏最小二乘法估算系统谐波阻抗

在实际测量中，由于系统谐波阻抗难以直接测得，所以对主谐波源的识别造成了困难。本文通过偏最小二乘法估计系统谐波阻抗，进而根据谐波电压以辨别主谐波源的位置。

如图1，Upcch为公共节点处的h次谐波电压，Ipcch为公共节点处的h次谐波电流。Zsh为系统侧h次谐波阻抗，Zch为用户侧h次谐波阻抗。

2 多谐波责任分摊

当系统中存在多谐波源时，可以根据用户侧谐波电压在公共连接点PCC处的分摊量来评估谐波危害程度[3]。如图2，负荷在PCC处的h次谐波电压分量可以由式5算出：

式7中和Upcc的夹角为βi；HIuPCC为谐波责任指标因子，其表示为用户侧谐波电压在PCC处的分摊量。

3 仿真分析和验证

3.1 多諧波源仿真电路

如图3所示，在Simulink上搭建多谐波源仿真电路，分析流向公共连接点的谐波电流以及各个谐波源的谐波电压。电路参数初始值设为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 仿真电路数据

对各支路电压的变化规律进行研究。仿真过程中多次测量不同时间点的数据如表1所示。

3.3 多谐波源的责任分摊

由表1所得到的数据，根据谐波责任指标因子，得到的结果为供电侧、谐波源1、谐波源2、谐波源3的谐波责任（%）分别为11.35，27.23，41.25，20.17。可以看出谐波源1、2、3为主要谐波源，其中谐波源2产生的谐波污染最大。

参考文献

[1]黄舜，徐永海.基于偏最小二乘回归的系统谐波阻抗与谐波发射水平的评估方法[J].中国电机工程学报，2007，27（1）：93-97.

[2]龚华麟，肖先勇，刘亚梅，等.基于主导波动量筛选原理的用户谐波发射水平估计方法[J].中国电机工程学报，2010，30（4）：22-27.

[3]张晶.多谐波源系统谐波叠加方法的研究[J].电网技术，1995，（3）：23-27.