考虑多频耦合影响的电力系统谐波分区评估方法

赵晁岱; 孙媛媛; 王同勋; 李亚辉; 侯晓蕾; 刘海军

doi:10.7500/AEPS20250707004

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考虑多频耦合影响的电力系统谐波分区评估方法

学术研究 | 更新时间：2026-09-01

- 考虑多频耦合影响的电力系统谐波分区评估方法
- Partitioning Harmonic Evaluation Method for Power System Considering Multi-frequency Coupling Influences
- 电力系统自动化 2026年50卷第17期页码：228-239
- 作者机构：
  
  1.山东大学电气工程学院，山东省济南市 250061
  2.中国电力科学研究院有限公司，北京市 102206
- 作者简介：
  
  赵晁岱(2001—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电能质量分析与谐波溯源。E-mail：202334804@mail.sdu.edu.cn
  孙媛媛(1981—)，女，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：电能质量及柔性直流系统。E-mail：sunyy@sdu.edu.cn
  王同勋(1977—)，男，博士，教授级高级工程师，主要研究方向：电力系统分析、电能质量分析与控制。
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2023YFB2407500)
- DOI：10.7500/AEPS20250707004
  中图分类号：
- 收稿：2025-07-07，
  
  修回：2026-02-11，
  
  网络首发：2026-07-24，
  
  纸质出版：2026-09-10
- 稿件说明：
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赵晁岱,孙媛媛,王同勋等.考虑多频耦合影响的电力系统谐波分区评估方法[J].电力系统自动化,2026,50(17):228-239.

ZHAO Chaodai,SUN Yuanyuan,WANG Tongxun,et al.Partitioning Harmonic Evaluation Method for Power System Considering Multi-frequency Coupling Influences[J].Automation of Electric Power Systems,2026,50(17):228-239.
赵晁岱,孙媛媛,王同勋等.考虑多频耦合影响的电力系统谐波分区评估方法[J].电力系统自动化,2026,50(17):228-239. DOI： 10.7500/AEPS20250707004.

ZHAO Chaodai,SUN Yuanyuan,WANG Tongxun,et al.Partitioning Harmonic Evaluation Method for Power System Considering Multi-frequency Coupling Influences[J].Automation of Electric Power Systems,2026,50(17):228-239. DOI： 10.7500/AEPS20250707004.

摘要

随着电力系统中电力电子设备的大规模接入，谐波扰动源增加，导致谐波污染持续加剧，准确评估电网谐波状态对于电能质量治理具有重要的指导意义。然而，随着电力系统规模的扩大，谐波扰动呈现出显著的耦合特征，对全网进行谐波状态估计需要消耗大量计算资源。为提升谐波评估准确度并减少计算资源消耗，提出了一种考虑多频耦合影响的谐波分区评估方法。首先，针对谐波问题的强耦合特征，提出了耦合谐波状态估计方法，用于精细化评估关注区域的谐波状态。其次，提出基于量测分配的可观路径辨识算法，用于寻找包含指定关注节点的所有可观路径。最后，结合可观路径选定关注区域，进一步提出针对非关注区域的耦合谐波贡献评估方法，明确非关注区域对关注节点的跨频次谐波贡献，构建兼顾计算效率与评估完整性的电力系统谐波全局评估方案。在改进的IEEE 33节点系统算例中进行的仿真验证结果表明，与传统算法相比，所提方法能有效提升谐波状态估计的计算精度与效率，同时可精确解耦非关注区域对关注节点的跨频次谐波贡献。

Abstract

With the large-scale integration of power electronic devices into power systems

the increase in harmonic disturbance sources has led to continuously escalating harmonic pollution. Accurately evaluating the harmonic state of the power grid is of great guiding significance for power quality management. However

as the scale of power systems expands

harmonic disturbances exhibit pronounced coupling characteristics. The harmonic state estimation for the entire grid requires substantial computational resources. To enhance the accuracy of harmonic evaluation while reducing computational resource consumption

this paper proposes a partitioning harmonic evaluation method considering multi-frequency coupling influences. Firstly

in view of the strong coupling characteristics of harmonic

a coupling harmonic state estimation method is proposed for the refined evaluation of the harmonic state in the focus region. Secondly

an observable path identification algorithm based on measurement allocation is proposed to find all observable paths containing a specified focus bus. Finally

by selecting the focus region based on the observable paths

a coupling harmonic contribution evaluation method for non-focus regions is further proposed. This method clarifies the cross-frequency harmonic contribution from non-focus regions to the focus bus

constructing a global harmonic evaluation scheme for power systems that balances computational efficiency and evaluation completeness. Results of simulation verification conducted on a modified IEEE 33-bus system demonstrate that

compared with conventional algorithms

the proposed method effectively enhances the computational accuracy and efficiency of harmonic state estimation. Simultaneously

the proposed method precisely decouples the cross-frequency harmonic contributions from non-focus regions to the focus bus.

关键词

Keywords

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