分散式發電系統的諧波狀態估計研究

《分散式發電系統的諧波狀態估計研究》是依託河海大學，由孫國強擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：分散式發電系統的諧波狀態估計研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：孫國強
• 依託單位：河海大學

項目摘要

世界範圍內電力工業技術進步和地球資源日漸衰竭，形成了一個新的研究熱點-分散式發電技術。但是，隨著帶有大量電力電子器件的分散式發電接入電網，必將給其電能質量帶來新的問題和挑戰。本項目在有限諧波量測設備的前提下，從系統級角度出發分析分散式發電的諧波，建立分散式發電系統諧波狀態估計理論和技術。首先針對分散式發電系統中具有顯著差異的非同性元器件，建立適用於諧波狀態估計的系統模型；提出以瞬時功率理論為基礎的分散式發電系統的諧波檢測分析方法，以使其檢測結果受波形畸變的影響較小，獲取高精度的諧波分析結果；接著著力研究分散式發電系統的可觀性、三相不對稱解耦算法、不良數據檢測和辨識三個方面的問題，建立分散式發電系統的靜態諧波狀態估計模型；最後，針對系統存在的模型不確定性和外界干擾不確定性問題，建立基於魯棒濾波的動態諧波狀態估計模型，提高狀態估計的精度。本項目的研究成果可以有效促進分散式發電系統的廣泛套用。

結題摘要

隨著分散式發電技術的迅速發展，分散式電源大量併網，會給電網的電能質量造成影響，研究其對電網諧波分布的影響具有重要意義，諧波狀態估計成為分散式發電系統諧波分析的重要工具。本課題從分散式發電系統的特點出發，建立分散式發電系統的諧波分析模型，提出了分散式發電系統的諧波潮流計算方法，克服了諧波潮流疊代收斂性的問題；在傳統狀態估計的基礎上，提出了一種基於自動微分(AD)技術的分散式發電系統諧波狀態估計方法，AD替代傳統的手工編寫微分代碼計算雅克比矩陣，減少了手寫代碼量，提高了程式的開發效率，有效避免了截斷誤差，提高了算法的計算效率和精度；並基於諧波狀態估計提出了一種分散式發電系統的諧波源定位分析方法，該方法具有對分散式發電系統的多諧波源定位準確、計算過程清晰、易於編程等特點；針對分散式發電系統的三相不對稱問題，提出了一種分散式發電系統的三相解耦潮流計算方法，算法具有良好的收斂性，較強的處理DG節點及其出現無功越界的能力；為分散式發電系統的狀態估計三相解耦和不對稱解耦提供新思路；動態諧波狀態估計具有濾波和預測的功能，為此提出了一種基於無跡變換強跟蹤濾波(unscented transformation strong tracking filter，UTSTF)的分散式發電系統動態諧波狀態估計方法，UTSTF無論在跟蹤速度和精度上較傳統的卡爾曼濾波和強跟蹤濾波均有所提高，並對合適的算法進行實用化研究。本項目的研究豐富了諧波狀態估計理論的研究方向，為分散式發電系統的諧波分析和治理提供準確、可靠的數據信息依據。