[发明专利]一种三相不平衡扰动源定位的负序阻抗参数估算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种负序阻抗参数估算方法，具体讲涉及一种三相不平衡扰动源定位的负序阻抗参数估算方法。

背景技术

供电系统公共连接点(PCC)的电能质量问题，是供用电双方共同作用的结果，并且用电方还包含若干未知的负荷。当PCC的电能质量超过标准规定的限值时，很难分清电力公司与用户设备对PCC处劣质电能各自应承担的责任。为了解决这一问题，国内外开展了大量关于电能质量扰动源定位、电能质量责任评定等方面的研究，尤其对谐波源定位问题开展了大量深入的研究，而对三相不平衡扰动源的定位研究则相对较少。近年来，有专家和学者针对三相不平衡扰动源的定位问题也开展了研究，所提出的定位方法大多需要基于系统序分量的戴维南等值或诺顿等值电路的分析。因此，负序阻抗的估算问题成了三相不平衡扰动源定位的关键。而已有的阻抗估计方法大多针对谐波源，是在假设系统三相对称的情况下开展分析和研究的，并且所提出的方法在实际应用中往往会受到采样数据不同步、系统频率变化等问题的影响。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出的一种三相不平衡扰动源定位的负序阻抗参数估算方法，基于PCC多时刻电压、电流采样数据，通过求解多时刻KVL方程估算供电系统负序阻抗，通过测量负荷节点的电压和电流数据，即可将电路参数R_S2和X_S2求出。一般地，通过两次测量即可得到4个方程，将未知参数求出，但要求使用同步测量装置，使得t₁、t₂时刻的时间基准相同(即δ₁＝δ₂)，因为系统频率的持续变化，但是在实际电力系统中较难满足。为解决这一问题，本发明提出增加多个时刻的KVL方程，通过n次测量所获得的2n个方程，来估算系统侧的参数R_S2和X_S2

该方法从多个时刻的采样数据中筛选出系统侧参数不变但是负荷侧的功率有一定波动幅度的数据，基于此进行戴维南等值参数的估算，不需要同步采样窗数据，因此不受系统频率变化的影响。该方法设系统侧的等值参数不变，因此应对采样数据进行选择，选择出系统侧不变而负荷侧有波动的数据。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种三相不平衡扰动源定位的负序阻抗参数估算方法，其改进之处在于，所述方法包括

(1)采集测量数据；

(2)建立多时刻KVL方程；

(3)基于三点法选择系统侧不变的采样数据；

(4)基于负荷波动率选择负荷侧有波动的采样数据；

(5)建立目标函数求解系统负序等值阻抗参数。

优选的，所述步骤(1)包括对一个测量周期内数据进行采集，得到n个时刻的采样数据，其包括电压电流有功功率P₀和无功功率Q₀。

优选的，所述步骤(2)包括根据KVL，得到t_i时刻回路的电压方程为

其中，为供电系统的等值负序电压源，R_S2+X_S2为供电系统等值负序阻抗，和为P点测得的电压和电流，i＝1，...，n，用于区分不同的测量时刻。

进一步地，将公式(1)中实部和虚部展开，得

优选的，所述步骤(3)包括

(3.1)对t_i时刻回路的电压方程实部和虚部取平方相加后得

(3.2)随机抽取一个测量周期内三个时刻的测量数据为一组，带入步骤(3.1)中方程，联立并将变量E_S2和X_S2消去，得到其中，A、B、C、D、E、F、M、N均为已知电压和电流的函数；

(3.3)对步骤(3.2)中方程进行判断，该方程对于一个测量周期内的n个时刻的采样数据均有实数解，则继续步骤(4)，Δ为负值则舍去该测量周期内数据，并返回步骤(1)。

优选的，所述步骤(4)包括根据公式筛选数据，输入数据多于两次测量值，波动指标为测量时间段内的最小加权和；存在两组相邻数据带入公式内计算的结果低于负荷波动指标则舍去测量数据，并返回步骤(1)；其中，t₁、t₂表示两个时间相邻点的数据点。

进一步地，所述步骤(5)建立估计方程

其中，i＝1，...，n，和为估计误差，将筛选出的测量周期内的n个时刻的采样数据带入方程；

求解目标函数