Page 27 - 电力与能源2023年第四期

吴 迪，等：基于变异系数特征的配电网谐波责任评估方法 333

表 2 三馈线系统谐波责任评估平均绝对误差 %
评估对象 方法一 方法二 方法三 方法四
馈线 1 19.18 18.90 15.02 10.42
馈线 2 26.47 43.64 39.54 9.66
馈线 3 136.11 158.33 61.11 18.76
供电侧 14.52 6.08 19.91 7.57

其他 3 种方法，本文所提方法的谐波责任评估结
果更接近理论值，并且当系统侧谐波为主导谐波
源时仍具有较小的评估误差。
2.3 分布式新能源并网模型
在 MATLAB Simulink 中建立 LCL 型新能源
并网逆变系统，通过该模型分析验证在新能源并

图 6 诺顿等效电路模型 4 种方法谐波责任评估误差 网场景下本文所提方法的有效性。新能源并网逆
变系统等效输出谐波阻抗为

Z C ( s )=
2
3
ê ê és L 1 L 2 C f + s C f ( L 1 R 2 + L 2 R 1 + ù ú ú
ê ê ú ú
ê ê k 1 K pwm L 2 )+ s( L 1 + L 2 + R 1 R 2 C f + ú ú
ê ê
ê ê k 2 K pwm L 2 + k 1 K pwm R 2 C f )+ K pwm ( k 1 + ú ú
ê ê ú ú
图 7 谐波分析的三馈线模型 ë k 3 + R 2 k 2 )+ R 1 + R 2 + K pwm G PR ( s ) û
2
s L 1 C f + sC f ( R 1 + k 1 K pwm )+(1 + k 2 K pwm )
2.0 mH 和 2.5 mH，其余参数的设置参见表 1。
（26）
表 1 三馈线模型参数设定
式中 L 1 与 R 1——LCL 型滤波装置逆变器侧电
等值模型 电阻/Ω 电感/mH 谐波电压源 谐波源波动/%
感与串联电阻；L 2 与 R 2——滤波装置网侧电感与
系统侧 1.0 2.0 10 V∠18° ±5
馈线 1 1.5 2.5 50 V∠60° ±15 串联电阻；C f——滤波器的滤波电容；K pwm——逆
馈线 2 3.0 5.0 40 V∠30° ±5
变器的等效增益；G PR——PR 调节器的传递函数，
馈线 3 4.0 25.0 30 V∠75° ±10
k i （i=1，2，3）为反馈系数。
仍以 5 次谐波为例进行分析验证，5 次谐波源 系 统 谐 波 阻 抗 的 电 阻 设 置 为 0.5 Ω、电 感 设
的设置情况已在表 1 中列出。分别采用 4 种方法 置为 0.2 mH；系统侧电压的 3，5，7，9，11 次谐波
对各馈线和系统侧的谐波责任进行评估，评估结 的含有率分别设置为 5%，8%，5%，3%，1%，并

果均值如图 8 所示，评估的平均绝对误差数据如 在 各 次 谐 波 幅 值 上 添 加 ±10% 的 随 机 扰 动 与
表 2 所示。 30% 的 正 弦 波 动 。 仍 以 5 次 谐 波 为 分 析 对 象 ，
PCC 处 5 次 谐 波 电 压 与 电 流 的 采 样 信 号 如 图 9
所示。
利用 4 种方法对 PCC 处 5 次谐波进行责任评
估，评估结果与误差值分别如图 10 和表 3 所示。
对比图 10 中各种方法谐波责任评估结果与

理 论 评 估 结 果 可 以 发 现 ，在 数 据 段 250～350 这
一区间，系统侧应为主导谐波源，而通过方法一
图 8 三馈线系统谐波责任评估结果
和方法二的评估结果却会判定新能源逆变系统
由图 8 和表 2 可知，在含有多个谐波源且用户 为主导谐波源，负主要谐波责任，这显然与事实
谐波阻抗非远大于系统谐波阻抗的场景中，相比 不符，这两种评估方法失效。表 3 中通过对比方