[发明专利]基于多层次模糊综合评判的谐波综合责任评估方法

说明书

本发明提出一种基于多层次模糊综合评判的谐波综合责任评估方法，包括步骤：计算各次谐波电压电流责任和谐波总畸变责任；基于层次分析确定电压电流评估指标权重；基于层次分析和谐波含有率确定各次谐波权重；基于多层次模糊综合评判法评估谐波电压总责任、谐波电流总责任和谐波综合责任。本发明统筹考虑了各次谐波责任给出谐波电压总责任和谐波电流总责任评估结果；统筹考虑电压和电流责任，给出谐波综合责任评估结果。有效避免了现有指标中的各次谐波责任无法统一、电压电流责任无法统一的问题，适于实际系统的谐波责任评估，对于准确地定量评估系统和用户的谐波责任，实施谐波责任奖惩方案具有重要意义。

技术领域

本发明属电力谐波分析技术领域，特别是涉及一种基于多层次模糊综合评判的谐波综合责任评估方法。

背景技术

随着电力电子技术的飞速发展，大量非线性设备在电力网、工业及家庭中广泛应用，谐波污染问题日趋严重。准确地定量评估系统和用户的谐波责任，并制定相应的谐波责任奖惩方案，是控制电网谐波、避免谐波引起纠纷所必须解决的问题。

谐波责任划分工作主要分为两个步骤，一是谐波阻抗和背景谐波电压的估算，二是依据谐波责任评估指标进行定量分责。本发明主要对谐波责任评估指标进行探究。

目前，国内外学者在谐波责任划分方面的相关研究大多是围绕计算谐波阻抗和背景谐波电压展开的，如：基于线性回归法、基于独立随机矢量协方差特性法、基于概率统计法、基于盲源分离法等。这些研究将提高谐波阻抗和背景谐波电压估算的准确度作为主要工作，在完成估算后，通常利用基于叠加投影(SP)原理的谐波电压责任评估指标完成第二步定量分责工作。

近年来，电网结构日益复杂，大量分布式电源接入电网中，带来很多新的谐波问题，对于一些设备如光伏逆变器，由于阻抗谐振或背景谐波的影响，有时电压没有明显的畸变但电流畸变已经超出其允许的范围。而谐波责任评估指标大多数基于谐波电压计算，难以反映上述情况。

现有谐波责任评估指标又可分为定性指标和定量指标。定性指标有临界阻抗(CI)法、非有功功率(NP)法、负荷供电质量(SLQ)指标等，这些指标仅能定性的判定主谐波源，不符合奖惩方案实施的要求。定量指标主要有基于SP原理的责任评估指标和非线性电流比(NLC)指标，其中NLC指标可以在一定程度上量化用户侧的谐波电流责任，但未考虑系统侧责任，即在系统侧存在谐波源的情况下，该指标并不适用。也正因如此基于SP原理的责任评估指标成为最常用的分责指标。然而，该指标在应用时也存在以下三个问题：

(1)特殊情况下分责不合理。采用该指标分责时，由于具有矢量叠加性，可能会产生系统侧和用户侧一方责任超过100％，另一方责任为负，责任为负的一方同样作为谐波发射源却受到了奖励显然是不合理的。

(2)进行谐波电压和谐波电流责任计算时评估结果存在差异。本文分析并证明了其电压和电流责任评估结果具有相互独立性，因此只进行电压责任评估或电流责任评估都是片面的。

(3)责任评估是针对某一频次的谐波而言的，而各次谐波责任之间又是相互独立的，实际电网中往往同时存在多个频次的谐波，如何统筹考虑不同频次谐波综合影响判定系统侧和用户侧谐波责任是有待研究的问题。

鉴于此，本发明提出了基于多层次模糊综合评判的谐波综合责任评估方法，克服了现有指标在评估过程中各次谐波责任无法统一、电压电流责任无法统一的问题，可用于实际系统的谐波责任评估。

发明内容

为了解决上述问题，本发明将对多属性多因素具有较好综合评判特性的多层次模糊综合评判法引入到谐波综合责任评估中，统筹考虑各次谐波电压、谐波电压总畸变、各次谐波电流和谐波电流总畸变，利用层次分析法确定相关权重，提出了一种划分系统侧和用户侧谐波综合责任的评估指标。该指标可以给出谐波电压总责任、谐波电流总责任和谐波综合责任三种评估结果，适用场所更广泛，能够解决各次谐波责任无法统一、电压电流责任无法统一的问题。

为实现此目的，本发明采用如下技术方案：