[发明专利]一种融合多种算法的自适应式电网谐波分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网谐波治理领域，具体涉及一种融合多种算法的自适应式电网谐波分析方法。

背景技术

电力系统谐波产生的原因，主要有以下几个方面：

1、发电源质量问题产生谐波；由于发电机的三相绕组在制作上很难做到完全对称，铁心也很难做到绝对均匀一致等原因，发电源会产生一些谐波，但一般来说并非主要谐波来源。

2、输配电系统产生谐波：输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流0.5％。

3、用电设备产生的谐波；晶闸管整流设备。由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用，给电网造成了大量的谐波。晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。变频装置，这类装置的功率一般较大，随着变频调速的发展，对电网造成的谐波影响也越来越严重。

谐波具有降低变压器容量，加速断路器、电缆等设备老化，缩短设备使用寿命，甚至损坏设备严重危害生产安全与稳定。

目前常见的谐波分析方法算法比较单一，分析误差较大，期望值不能实现自主调整，无法满足电力行业对谐波的治理要求。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种融合多种算法的自适应式电网谐波分析方法，通过多种算法相结合，选取相对最准确的、最符合期望的分析结果，能够增加谐波组成分析的准确性。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种融合多种算法的自适应式电网谐波分析方法，所述谐波分析方法包括：

(1)通过数据采集装置采集实时电压波形；

(2)确定谐波分析结果标准，设定期望值；

(3)实时判断谐波异常；

(4)谐波分析模块采用多种算法分析采集的电压波形，输出分析结果；

(5)确定该结果表述的噪声信号的频率及幅值信息，针对频率进行分类，分析谐波组成，结合线路上的设备及负载，确定谐波源。

优选的，所述步骤(2)中，所述结果标准为电网正常运行时所能承受的谐波大小、频率，并将此设定为谐波治理期望值。

优选的，所述步骤(3)包括：(3-1)如果采样信号与期望值之间的偏差尚未影响电网运行，算法将修改采样时间，暂不认定为谐波异常，采集装置继续采样；

(3-2)如果采样信号与期望值之间的偏差已经影响电网的正常运行，算法将认定为谐波异常，并立即进行谐波分析。

优选的，所述步骤(4)中，将每种分析结果与期望值进行比较，选定误差最小的谐波分析方法，并输出该方法得到的结果，如没有获得符合期望的结果，则返回步骤(2)，修正期望值。

优选的，所述多种算法包括：傅里叶变换算法、联合近似对角化分析算法、非负矩阵分解和小波分解。

进一步的，所述傅里叶变换算法的计算公式如下：

w是角频率，相当于周期，i是复数标记，t表示未知数。

优选的，所述步骤(5)中，所述分析以网络大数据上查到的多种谐波来源作为对比，包括各种电气设备可能引起的谐波大小、谐波频率特征。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1)融合多种算法准确分析谐波组成：通过多种算法相结合，选取相对最准确的、最符合期望的分析结果，能够增加谐波组成分析的准确性。并且针对多种算法的互补提出了构想。

2)采用期望值修正方案：在分析谐波构成时，首先应确定谐波去除的期望值，但是任何一种算法都存在误差，本系统能自主识别期望的合理性，并能做出自主调整，有利于谐波分析的前瞻性及系统运行的稳定性。

3)结合大数据识进行盲源分离精准识别谐波源：由于不同电器设备将对系统引入不同频率的谐波，本系统在算法计算出结果后，将进行盲信号源分离，自主区分目标波形与谐波，并通过大数据预判谐波源，结合电网中实际设备，确定符合逻辑的电压的谐波来源，有助于对谐波治理方案提出精确建议。

附图说明

图1是本发明提供的自适应式谐波分析方法流程图。

图2是本发明提供的自适应式谐波分析系统总体结构示意图。

具体实施方式