非线性负荷在电力系统中造成谐波污染、三相不平衡,影响设备的正常工作和电力系统安全运行。造成这些现象的原因是非线性负荷的等值参数是电量的函数,该函数体现了负荷特性和电力系统运行状况的变化情况。通过辨识负荷的等值参数分析负荷特性可以用于负荷分解、设备检查、负荷预测。现有的非线性负荷等值参数辨识方法受初值选取的影响较大,容易产生累积误差,辨识的主要手段是假设被等值系统相邻的几个采样点的等值参数变化缓慢或不变,且由于辨识模型阶次较低,造成模型的不对等,忽略了很多暂态信息,因此辨识精度受到影响。为了准确辨识负荷的等值参数,为非线性负荷特性分析提供帮助,本文提出一种单相非线性负荷等值参数辨识方法。用一个非线性高阶微分方程建立单输入—单输出模型,使电压、电流约束于该微分方程。利用矩阵束方法拟合电压、电流并代入高阶微分方程,将高阶微分方程与等值电路对应,最后得到负荷的等值参数。该方法不使用分段线性化手段,数学模型阶次较高,且为非迭代算法,因此辨识精度得到提高。引入了阻抗非线性度和负荷非线性度的概念,用二者分别表征负荷参数波动的剧烈程度和负荷对公共连接点的谐波责任。在单相非线性负荷等值参数辨识的基础上,本文提出了三相不对称非线性负荷等值参数辨识方法。利用负荷线电压作为模型输出变量,线电流作为输入变量,建立一个高阶微分方程形式的双输入—单输出模型。利用矩阵束方法拟合电压、电流,代入高阶微分方程使其与等值电路对应,最终得到等值参数。利用得到的等值参数,进一步可求出负荷的中性点位移、中性线阻抗,为电网的三相调平和中性线保护提供依据。利用负荷非线性度进一步划分谐波责任,为定位谐波源提供帮助。利用PSCAD/EMTDC建立仿真模型,MATLAB对算法编程,分别对单相和三相非线性负荷的负荷特性进行分析。仿真结果表明本方法在计算机仿真条件下能够较好地得到非线性负荷等值参数变化的函数,具有较好的可行性和准确性。利用阻抗非线性度和负荷非线性度能够得到非线性负荷变化的剧烈程度,能够用于划分谐波责任。搭建了仿真模型对典型的恒功率负荷和三相交流电弧炉负荷进行分析,实验结果表明本文所提出的方法在计算机仿真条件下效果较为理想。