面向谐波责任评估的谐波阻抗估计方法研究

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中国要在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。“绿色”、“生态”也成为“十四五”规划的关键词。我国正在建设高比例新能源、高比例电力电子设备和高比例新型负荷为主要特征的新型电力系统,其中电能质量特别是谐波问题日益引起业界的关注。谐波责任评估对谐波治理具有重要意义,系统谐波阻抗的精确估计是谐波责任的合理评估的前提。因此,本文就面向谐波责任评估的谐波阻抗估计进行研究,主要工作包括:(1)针对梯度寻优算法寻优能力较弱和源信号非统计独立造成的估计误差,首先采用混合寻优算法代替梯度寻优,混合寻优算法通过混沌优化获得分布更均匀的初始解位置,并将烟花算法和生物地理学算法的寻优机制优势互补,以此提高系统谐波阻抗估计精度。随后,基于统计独立变量的函数保持“统计独立”的原理,利用统计独立的信号和其差分信号的独立成分分析(Independent Component Analysis,ICA)分离矩阵具有高相似度的特点,计算信号和差分信号ICA分离矩阵的相关系数来判断ICA各分离分量与源信号的一致性,利用统计独立性较好的观测信号段提高阻抗估计精度。最后,通过谐波电压责任定义式计算谐波责任,完成谐波责任评估。通过仿真分析和工程实例,将本节所提方法和其他ICA算法对系统谐波阻抗估计的精度进行对比,结果表明本节所提方法对系统谐波阻抗估计拥有较好的估计精度。(2)针对新型电力系统中参数波动大和测量时的异常值问题,为了保证系统谐波阻抗估计方法拥有对异常值和参数变化稳健性的同时,降低估计方法的计算时间,本文将带遗忘因子的递推最小二乘法和稳健回归法结合,提出一种改进递推最小二乘的系统谐波阻抗估计方法,采用IGGⅢ(Institute of Geodesy and GeophysicsⅢ)权函数和随辨识参数误差自适应变化的遗忘因子来提高算法的稳健性,获得更好的谐波阻抗估计精度,并在此基础上计算谐波责任,完成谐波责任评估。经过三组仿真实验验证了本节所提方法在估计时间和估计精度上有较大优势。
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