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专利号: 2016105643995
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于分段常数独立分量分析的配电网谐波电流估计方法,首先对各段谐波电压数据进行分段常数独立分量分析,再采用重叠段的相关系数关联法和误差最小化法确定谐波电流的次序和幅值,最终获得修正后的谐波电流估计值,包含以下主要步骤:A、数据采集

采集配电网所有母线的h次谐波电压数据V=[V1,V2,…,Vi…,VN]和先验谐波注入电流i其中V (1≤i≤N)为第i条母线上的谐波电压向量,1×L阶; 为第i条母线上的先验谐波注入电流向量,1×Lp阶;L为总采样点数,Lp为谐波电压数据段长度,Lp≤L,N为母线个数;

B、谐波电流的分段估计

B1、采用分段常数独立分量分析方法估计谐波电流:B11、对谐波电压数据V,根据采样点进行分段,每段数据长度为Lp,任意两段间重叠长度为Lc,Lc≤Lp,共得到m段谐波电压数据V1,V2,…,Vi…,VN,m根据L≥mLp+(m-1)Lc求解得到;

B12、对m段谐波电压数据,建立分段常数独立分量分析模型,Vk=AkIk,Ik为第k段的谐波注入电流,Ak为第k段的混合矩阵;对第k段谐波电压数据 进行独立分量分析计算,求取解混矩阵Wk,根据 得到估计谐波电流对解混矩阵Wk求逆得到Ak的估计 其中

为谐波电压向量Vi(1≤i≤N)的第k段, 为第k段估计谐波注入电流向量;

B2、相关系数关联法确定谐波电流次序:

B21、当k=1时,即对第一段估计得到的谐波注入电流 利用已知的先验谐波注入电流 通过求次序化矩阵Fk,计算确定次序的谐波注入电流 求 与 的相关系数矩阵C1,其中 为C1中的i行j列元素,表示 中第i个谐波注入电流向量 与 中第j个谐波注入电流向量 的相关系数,找到相关系数矩阵C第i行元素的最大值,该最大值位于第Ni列,将次序化矩阵Fk该行对应位置元素 置1,其余元素置零:根据 求得确定次序的第1段谐波注入电流

B22、当k>1,即对除了第一段以外的估计谐波电流 利用第k-1段确定了次序的估计谐波电流 通过求次序化矩阵Fk,计算确定次序的谐波电流 求 与 采样点重叠部分 与 的相关系数矩阵C,其中cij为C中的i行j列元素,表示 中第i个谐波电流向量 与 中第j个谐波电流向量 的相关系数,找到C第i行元素的最大值,该最大值位于第Ni列,将次序化矩阵Fk该行对应位置元素 置1,其余元素置零:根据 求得确定次序的第k段谐波电流

B3、采用误差最小化法确定谐波电流幅值:

B31、当k=1时,即对确定次序的第k段谐波电流 利用已知的先验谐波注入电流确定其幅值;分别对 中每个谐波电流向量根据公式 和

计算比例系数ak和偏移系数bk;B32、当k>1时,即对除了第一段以外的确定了次序的谐波电流数据,利用第k-1段确定了次序和幅值的估计谐波电流 与确定次序的第k段谐波电流 的重叠部分 与 对 与 的对应向量根据公式 和 计算比

例系数ak和偏移系数bk;

B33、根据公式 求得确定幅值的第k段谐波电流向量 合并得到确定了次序和幅值的第k段谐波电流矩阵 将 按数据标号保存至 之后,二者重叠部分取 的估计值;

C、电网参数变化的判定与谐波电流估计结果的修正C1、判定电网参数是否发生变化:对估计混合矩阵 的各行向量进行归一化处理,得到归一化估计混合矩阵 计算 与 的偏离程度dk, 其中 为第k段估计混合矩阵 中第i行第j列元素,为第k段归一化混合矩阵 中第i行第j列元素;当dk>λ时,判定电网参数发生变化,其中λ为常数阈值;

C2、二分法确定电网参数变化数据区间:

采用二分法对C1步骤确定的电网参数变化的数据段均分,重复A-C1步骤,缩小判定的电网参数变化的数据区间,得到电网参数变化的数据区间C3、谐波电流估计结果的修正:去除判定的变化数据区间 的谐波电流估计结果,从 重新开始分段估计谐波电流。

2.根据权利要求1所述的配电网谐波电流估计方法,其特征在于,所述步骤B12中求谐波电流与混合矩阵的具体操作是:B121、预处理:以第k段谐波电压数据 为已知量,对其去均值和白化;对各 分别去均值,令 得到去均值的谐波电压向量 构成去均值后的谐波电压矩阵 的相关矩阵Rx进行特征值分解Rx=QΣ2QT,其白化矩阵T=Σ-1QT,对 进行白化,得到去均值和白化后的谐波电压数据B122、提取独立分量:通过求解如下优化问题,得到解混矩阵Wk;

最大化:

约束:

其中,wi,wj是解混矩阵Wk的列向量,E{·}表示求均值,·H表示求向量的厄米特转置,根据公式得到估计谐波电流 对解混矩阵Wk求逆得到估计混合矩阵

3.根据权利要求1所述的配电网谐波电流估计方法,其特征在于,所述步骤C2中二分法判定电网参数变化数据区间的具体操作是:C21、对第k段估计混合矩阵判断电网参数是否改变,若是,则变化发生在L1、L2、L3或L4之间;

C22、以L2、L3中点作为待估计谐波数据段终点,以Lp为数据分段长度,Lc为重叠数据长度,重新估计并判定,若判定是,则变化区间为L1或L2段,反之判定变化区间为L3或L4段;

C23、若上步判断为L1或L2段,则以L1、L2中点作为待估计谐波数据段终点,继续估计并判定,若判定是,结果为L1段,反之结果为L2段;若上步判断区间为L3或L4段,判定方法同理。