1. 研究目的与意义
电力网谐波污染一直是电能质量的一个主要问题，大量的谐波电流影响电网质量，为了有效地治理谐波，必须弄清电网中的谐波源分布和谐波状态。正确地定位谐波源，并定量估计综合负荷中线性和非线性部分所占比重，是谐波潮流计算、滤波器配置以及谐波奖惩管理等问题的基础，是谐波分析和治理的首要问题，具有重要的意义。只有在已知谐波电流注入的情况下，才能准确地分析谐波在电网中的分布和扩散，并设计安装相应的滤波装置来治理谐波，从而降低谐波污染。研究电力系统谐波源分析对于保障电能质量和减少经济损失具有重要意义。因此，在此背景下，对电力系统谐波源定位方法的研究，在系统中的公共连接点处对系统和用户进行责任划分。着重以此处两侧的谐波进行检测，确定出谐波源是来自供电侧还是源于用户侧，寻找谐波源具有重要意义，通过确定谐波源可以再进一步处理谐波潮流问题来保障电能质量。
2. 课题关键问题和重难点
研究的关键问题：分析并讨论谐波源定位主要方法，其中包括如何基于电路的等效模型寻找谐波源，以及如何通过基于量测装置的谐波状态估计来从定性与定量的角度对现有电力系中谐波源定位的方法优缺点进行总结，通过对这些方法的研究、分析、比较不同定位谐波源方法的优缺点与可行性，寻找合适的方法来较为精准的确定谐波源。在经典电路模型的谐波源定位方法中比较不同定位谐波源方法的优缺点与可行性。在谐波状态估计法中寻找较为合适的算法来对整个系统网络用谐波状态估计的方法确定谐波源。
难点：定位中存在精确度不高，甚至发生错误的判断。且引起谐波源的原因具有很多，经典电路模型法具有一定局限性。应用谐波状态估计法来判断主谐波源的位置采用对于谐波状态估计的定位法,由于经济条件因素，需要尽量减少电能质量检测装置的安装。研究在保持网络可观以及结果准确的同时,确定最小状态变量测量数和运用新的算法减少状态估计的运算量,降低测量成本。
3. 国内外研究现状（文献综述）
谐波是指在非线性负载的作用下，负载两端电压和电流不再是标准的正弦波，而出现了一定程度
畸变的波形，其主参考指标一般有谐波含量 (HC)、n次谐波因数 (HF) 以及总谐波畸变率 (THD) 等。谐波问题长期困扰着电力系统，它的存在不仅使用户侧电能质量受到较大影响，还影响着供电侧输电效率，在畸变率较高时甚至会危害到继电保护装置的灵敏度，危害到电网运行安全。产生谐波的负载主要有两种类型：电力电子类负载和非线性负载。其中电力电子类负载由于其波形切换操作而产生谐波失真，进一步分为单相和三相负载，常见的有变频器、并网逆变器等设备。非线性负载主要为除电力电子类负载外其它导致电压、电流畸变而产生谐波的负载，典型的有电弧炉、中频炉等设备，进一步也可分为单相和三相负载，因此，电力系统受到谐波干扰的影响，需要对谐波源进行定位，以最大限度地减少可能的影响，包括过热导致的设备故障，绝缘老化导致变压器寿命缩短，设备功率损耗增加等。所以对谐波源进行定位是抑制电网谐波的前提，此后，才能对谐波源的责任进行划分，有针对性地实施惩罚措施，减小甚至消除谐波带来的影响。
4. 研究方案
1：收集资料介绍以往的研究背景、研究电力系统谐波源定位技术的发展现状和研究电力系统谐波源定位的需求和意义。
2：基于电力系统谐波源定位模型采用诺顿或戴维南等效电路模型来定性分析，对于谐波源原件进行数学模型等效，对发电机、变压器、输电线路和负荷进行模型等效构建通过功率方向来定性分析谐波源的产生位置。基于功率方向定位法、临界阻抗法、灵敏度法和比率法来对公共耦合节点判定确定谐波源的方向，评价出谐波源是来自供电自身还是源于用户。
3：基于谐波状态估计的谐波源识别方法研究电力系统谐波源定位算法，对网架拓扑结构以及电路模型元件参数建立起一个三相多频率系统模型。 将电路耦合、阻抗和注入电流不平衡等不对称条件整合，参考以往算例的测点处的谐波电压和电流。状态变量则是非测量点处的谐波电压。对于谐波状态估计，根据选定的算法对测量值进行处理，以获得目标函数的最佳状态值。对算例进行数据处理，例如最小方差估计、最大似然估计和由最小二乘估计及其衍生出来的加权最小二乘估计算法，通过比较不同算法产生的结果应用MATLAB进行算例分析来比较分析电力系统谐波源定位的精准性，分析对比算法的优缺点，在不同情况下对谐波源定位的情况分析。将谐波量测量和状态变量通过关联矩阵进行相互关联，对所得欠定方程组进行求解，求出待估计状态变量的最优解。
5. 工作计划
1）查阅电力系统谐波源定位方法相关的资料；进行文献的阅读及整理，写出文献综述。
2）根据文献理论回顾，进行理论分析，初步建立分析框架。
3）搭建电力系统谐波源定位模型；对电力系统谐波源定位进行算例分析，比较分析；进行毕业论文的撰写工作。
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