一种多谐波源辨识方法

摘要

本发明涉及一种新的多谐波源辨识方法，它可为多谐波源系统中扰动源的定位、谐波的治理以及谐波的奖惩实施等提供理论依据，具有广阔的应用前景和良好的社会经济效益。它的步骤为：(1)定义谐波影响指标；(2)求取谐波影响指标；(3)数据的采集和预处理；(4)进行数据的选择和分析。

主权项

1.一种多谐波源辨识方法，其特征是，它的过程为：(1)定义谐波责任指标假设系统节点X处的谐波问题是由n个“可疑谐波源负荷”共同作用产生，对于h次谐波，测得n个“可疑谐波源负荷”节点的谐波电流I_h1，I_h2，I_h3……I_hn；节点X处的h次谐波电压根据系统的谐波阻抗[Z_h]计算，将节点X处的h次谐波电压分为两部分：一部分由谐波源负荷i产生另一部分由其他谐波源负荷产生的背景谐波其中，I_hi为谐波源负荷节点i的h次谐波电流；为节点i与节点X之间的谐波阻抗；为除了谐波源负荷节点i之外的其他谐波源负荷节点与节点X之间的谐波阻抗；谐波源负荷i在X处产生的h次谐波电压对节点X处的h次谐波电压的贡献通过在上的投影表示，谐波源负荷i对X处的h次谐波电压的谐波责任指标定义为：${\mathrm{HF}}_i^X=\frac{\left|{\overrightarrow{V}}_{\mathrm{hi}}^X\right|}{\left|{\overrightarrow{V}}_h^X\right|}\cos \beta ---\left(2\right)$其中β为的夹角；(2)求取谐波责任指标对电力系统中关键节点的实际波形进行采样，获取谐波数据，进而计算出谐波责任指标建立如下方程：Y＝Sθ+ε    (3)其中，Y为由构造的矩阵参数，$Y=[{\left|{\overrightarrow{V}}_h^X\left(t_1\right)\right|}^2{\left|{\overrightarrow{V}}_h^X\left(t_2\right)\right|}^2···{\left|{\overrightarrow{V}}_h^X\left(t_m\right)\right|}^2],$(k=1,2,…m)为各个采样时刻t₁,t₂,……,t_m的节点X处的h次谐波电压的幅值；S为由|I_hi(t_k)|构造的矩阵参数，(k=1,2,…m)为各采样时刻节点i的h次谐波电流的幅值；$\theta ={\left[\begin{array}{ccc}{\left|{\overrightarrow{E}}_h\right|}^2& -2\left|Z_{\mathrm{hi}}^X\right|\left|{\overrightarrow{E}}_h\right|\mathrm{COS}\left({\alpha }_{\mathrm{eq}}\right)& {\left|Z_{\mathrm{hi}}^X\right|}^2\end{array}\right]}^T,$α_eq为的夹角α的平均值，为的幅值，ε是用α_eq来代替α所产生的误差；为节点i和X之间的谐波阻抗；在上述方程中，当进行相关性分析时，假设背景谐波保持不变，使用最小二乘法来估计出未知参数θ，代入(2)得，${\mathrm{HF}}_i^X\left(t_k\right)=\frac{{\left|Z_{\mathrm{hi}}^X\right|}^2{\left|I_{\mathrm{hi}}\left(t_k\right)\right|}^2+\left|{\overrightarrow{V}}_h^X{\left(t_k\right)}^2\right|-{\left|{\overrightarrow{E}}_h\right|}^2}{2{\left|{\overrightarrow{V}}_h^X\left(t_k\right)\right|}^2}\times 100\%---\left(4\right)$表示的是t_k时刻谐波源负荷i对节点X的h次谐波电压的谐波责任指标，而一段特定时间内的平均谐波责任指标为：${\mathrm{HF}}_i^X=(\frac{1}{2}+\frac{1}{m}\underset{k=1}{\overset{m}{\Sigma }}\frac{{-\left|{\overrightarrow{E}}_h\right|}^2+{\left|Z_{\mathrm{hi}}^X\right|}^2{\left|I_{\mathrm{hi}}\left(t_k\right)\right|}^2}{2{\left|{\overrightarrow{V}}_h^X\left(t_k\right)\right|}^2})\times 100\%---\left(5\right)$m为测量的总次数，即只要测得可疑谐波源负荷i的h次谐波电流I_hi和节点X处的h次谐波电压,根据上述方程计算出负荷i的谐波责任；(3)数据的采集和预处理在电力系统的主要谐波源负荷点安装测量装置，同时采集关键节点的单相电压和电流信号，并去除含有明显噪声和暂态干扰的信号；(4)进行数据的选择和分析找出只有一个“可疑谐波源负荷”的谐波电流有较大变化的时间段，取出满足此要求的时间段的节点电压和电流的数据进行相关性分析，在这个时间段内负荷i的h次谐波电流变化较大而其余负荷的h次谐波电流变化较小，对所选择出的时间段的实测电压和电流数据进行傅里叶分解，得出各变量的基频分量和各次谐波分量，根据公式(3)估计出未知参数θ，再根据公式(4)和(5)计算以百分比形式表示的可疑谐波源负荷的谐波责任指标