Optimal Placement Method for Harmonic Resonance Monitoring Points Considering Uncertainties of System Parameters

Haiwei JIANG; Yonghai XU; Zhixuan HE; Shun TAO; Xiao CHANG; Jinhao WANG

doi:10.7500/AEPS20210407007

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Optimal Placement Method for Harmonic Resonance Monitoring Points Considering Uncertainties of System Parameters

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- Optimal Placement Method for Harmonic Resonance Monitoring Points Considering Uncertainties of System Parameters
- Automation of Electric Power Systems Vol. 45, Issue 23, Pages: 141-151(2021)
- 作者机构：
  
  1.新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），北京市 102206
  2.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西省太原市 030001
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China(51777066)
- DOI：10.7500/AEPS20210407007
  CLC：
- Received：07 April 2021，
  
  Revised：2021-07-27，
  
  Published Online：17 September 2021，
  
  Published：10 December 2021
- 稿件说明：
移动端阅览
蒋海玮,徐永海,何志轩等.考虑系统参数不确定性的谐波谐振监测点优化配置方法[J].电力系统自动化,2021,45(23):141-151.

JIANG Haiwei,XU Yonghai,HE Zhixuan,et al.Optimal Placement Method for Harmonic Resonance Monitoring Points Considering Uncertainties of System Parameters[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(23):141-151.
蒋海玮,徐永海,何志轩等.考虑系统参数不确定性的谐波谐振监测点优化配置方法[J].电力系统自动化,2021,45(23):141-151. DOI： 10.7500/AEPS20210407007.

JIANG Haiwei,XU Yonghai,HE Zhixuan,et al.Optimal Placement Method for Harmonic Resonance Monitoring Points Considering Uncertainties of System Parameters[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(23):141-151. DOI： 10.7500/AEPS20210407007.

摘要

在考虑电力系统不同类型元件参数取值具有不确定性的前提下，提出一种电力系统潜在并联谐波谐振监测点的优化配置方法。首先，基于谐波谐振模态分析介绍了并联谐波谐振可观性的相关概念；然后，根据不同类型元件参数的随机模型，应用谐波谐振模态分析法和蒙特卡洛法，构建了概率性谐振监测矩阵；进而，定义并量化了谐振可观性指标和可观性-成本权衡因子，并在此基础上提出了谐波谐振监测点优化配置方法。该方法可以使配置方案在所需监测装置数满足投资成本限制的条件下，实现谐波谐振可观性和投资成本经济性两者之间的协调优化。最后，基于IEEE 30节点测试系统对所提方法进行了仿真分析，并将所提方法与传统方法得到的配置结果进行了比较，验证了所提方法的合理性与优越性。

Abstract

On the premise of considering uncertainties of the parameters of different types of components in the power system

an optimal placement method for the potential parallel harmonic resonance monitoring points in the power system is proposed. Firstly

based on the harmonic resonance mode analysis (HRMA)

the concept of observability of parallel harmonic resonance is introduced. Then

according to the random model of different types of component parameters

the probabilistic resonance monitoring matrix is constructed by using HRMA approach and Monte Carlo approach. Furthermore

the resonance observability index and observability-cost trade-off factor are defined and quantified

and on this basis

an optimal placement method for harmonic resonance monitoring points is proposed. This method can enable the placement scheme to achieve the coordination and optimization between the observability of harmonic resonance and the economics of investment cost under the condition that the number of required monitoring devices meets the investment cost limit. Finally

the proposed method is simulated and analyzed based on the IEEE 30-bus test system. The placement results obtained by the proposed method and traditional methods are compared to verify the rationality and superiority of the proposed method.

关键词

Keywords

references

IEEE draft recommended practice for monitoring electric power quality： IEEE Standard P1159/D6 ［S］. 2019 .

OLGUIN G ， VUIONOVICH F ， BOLLEN M H . An optimal monitoring program for obtaining voltage sag system indexes ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2006 ， 21 （ 1 ）： 378 - 384 .

何胜，杨斌，俞明，等 . 一种谐波量测点优化配置的两阶段算法［J］. 电力系统及其自动化学报， 2021 ， 33 （ 6 ）： 22 - 27 .

HE Sheng ， YANG Bin ， YU Ming ， et al . Two-stage algorithm for optimal configuration of harmonic measurement points ［J］. Proceedings of the CSU-EPSA ， 2021 ， 33 （ 6 ）： 22 - 27 .

刘平，欧阳森 . 兼顾变电站暂降严重性及装置差异的电能质量监测网络优化［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 3 ）： 161 - 167 .

LIU Ping ， OUYANG Sen . Optimization of power quality monitoring network considering severity of substation voltage sags and difference of monitors ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 3 ）： 161 - 167 .

MADTHARAD C ， PREMRUDEEPPREECHACHARN S ， WATSON N R ， et al . An optimal measurement placement method for power system harmonic state estimation ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2005 ， 20 （ 2 ）： 1514 - 1521 .

张嫣，林涌艺，邵振国 . 电压暂降可观约束下的定位监测点多目标优化配置［J］. 电工技术学报， 2019 ， 34 （ 11 ）： 2375 - 2383 .

ZHANG Yan ， LIN Yongyi ， SHAO Zhenguo . Multi-objective optimal allocation of positioning monitoring points under considerable constraints of voltage sag ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2019 ， 34 （ 11 ）： 2375 - 2383 .

ALIČIĆ R ， SMAKA S . A new approach to optimal placement of power quality monitors for voltage sag detection ［C］// 2019 IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Europe ， September 29-October 2 ， 2019， Bucharest ， Romania： 1 - 5 .

徐文远，张大海 . 基于模态分析的谐波谐振评估方法［J］. 中国电机工程学报， 2005 ， 25 （ 22 ）： 92 - 96 .

XU Wenyuan ， ZHANG Dahai . A modal analysis method for harmonic resonance assessment ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2005 ， 25 （ 22 ）： 92 - 96 .

唐力，胡海涛，李朝阳，等 . 考虑谐波源支路类型的谐波谐振分析方法［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 16 ）： 132 - 140 .

TANG Li ， HU Haitao ， LI Zhaoyang ， et al . Harmonic resonance analysis method considering branch type of harmonic source ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 16 ）： 132 - 140 .

汪颖，罗代军，肖先勇，等 . 多逆变器并网下的超高次谐振特性分析［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 1 ）： 192 - 199 .

WANG Ying ， LUO Daijun ， XIAO Xianyong ， et al . Analysis on supraharmonic resonance characteristics with integration of multiple inverters ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 1 ）： 192 - 199 .

BOTTURA F B ， OLESKOVICZ M ， LE T D ， et al . Optimal positioning of power quality meters for monitoring potential conditions of harmonic resonances in a MV distribution system ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2019 ， 34 （ 5 ）： 1885 - 1897 .

LI Zhaoyang ， HU Haitao ， WANG Yang . Probabilistic harmonic resonance assessment considering power system uncertainties ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2018 ， 33 （ 6 ）： 2989 - 2998 .

CUI Y ， WANG X . Modal frequency sensitivity for power system harmonic resonance analysis ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2012 ， 27 （ 2 ）： 1010 - 1017 .

于学良，张恒旭，王孟夏 . 考虑线路温度的电网状态估计方法［J］. 中国电机工程学报， 2018 ， 38 （ 9 ）： 2561 - 2570 .

YU Xueliang ， ZHANG Hengxu ， WANG Mengxia . An algorithm for power system state estimation considering line temperature ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2018 ， 38 （ 9 ）： 2561 - 2570 .

黄红选，韩继业 . 数学规划［M］. 北京：清华大学出版社， 2006 ： 381 - 387 .

HUANG Hongxuan ， HAN Jiye . Mathematical programming ［M］. Beijing ： Tsinghua University Press ， 2006 ： 381 - 387 .

赵乔，王增平，董文娜，等 . 基于免疫二进制粒子群优化算法的配电网故障定位方法研究［J］. 电力系统保护与控制， 2020 ， 48 （ 20 ）： 83 - 89 .

ZHAO Qiao ， WANG Zengping ， DONG Wenna ， et al . Research on fault location in a distribution network based on an immune binary particle swarm algorithm ［J］. Power System Protection and Control ， 2020 ， 48 （ 20 ）： 83 - 89 .

JIANG H ， XU Y ， LIU Z ， et al . A BPSO-based method for optimal voltage sag monitor placement considering uncertainties of transition resistance ［J］. IEEE Access ， 2020 ， 8 ： 80382 - 80394 .

Illinois Center for a Smarter Electric Grid ［EB/OL］. ［ 2020-12-30 ］. http：//publish.illinois.edu/ieee-30-bus-system/ http://publish.illinois.edu/ieee-30-bus-system/ .

陈畅，杨洪耕 . 风火打捆半波长交流输电系统的谐振分析［J］. 电力自动化设备， 2019 ， 39 （ 2 ）： 50 - 57 .

CHEN Chang ， YANG Honggeng . Harmonic resonance analysis for wind-thermal-bundled half-wavelength AC transmission system ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2019 ， 39 （ 2 ）： 50 - 57 .

BURCH R ， CHANG G ， HATZIADONIU C ， et al . Impact of aggregated linear load modeling on harmonic analysis： a comparison of common practice and analytical models ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2003 ， 18 （ 2 ）： 625 - 630 .

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Optimal Scheduling Strategy of Farm Distribution Network for Power Supply Support for Production of Large-scale Crop Base

Multi-dimensional Resilience Enhancement Strategy for Distribution Network During Typhoon Based on Improved Normal Constraints Method

Related Author

Xiao CHANG

Jinhao WANG

WANG Qingyuan

WANG Mingshen

MU Yunfei

CUI Li

ZHAO Nan

GE Le

Related Institution

Electric Power Research Institute of State Grid Shanxi Electric Power Company

Gaoyou Power Supply Company, State Grid Jiangsu Electric Power Co., Ltd.

School of Electric Power Engineering, Nanjing Institute of Technology

Electric Power Research Institute of State Grid Jiangsu Electric Power Co., Ltd.

Key Laboratory of Smart Grid of Ministry of Education (Tianjin University)

⁰