[发明专利]一种配电网中多谐波源识别方法

说明书

本发明涉及一种配电网中多谐波源识别方法，该方法包括以下步骤：⑴在配电网中放置谐波测量装置PMU；⑵对配电网进行PMU的优化配置：确定PMU优化配置的数学模型；利用二进制帝国竞争算法求解PMU优化配置的数学模型，即可得到配电网中PMU的优化配置方案；⑶获取配电网中配置PMU的节点处一段时间内的谐波电压数据；⑷用移动滤波器获得谐波电压中的快速变化分量；⑸对进行预处理，即中心化处理和白化处理；⑹将快速变化分量用于改进独立分量分析算法中，确定分离矩阵，再将分离矩阵作用于谐波电压上来分离得到注入配电网中各个谐波电流。本发明具有实现系统化、估计结果准确的特点，可用于实际配电网中谐波阻抗未知时多谐波源的识别过程中。

技术领域

本发明涉及电能质量分析与控制领域，尤其涉及一种配电网中多谐波源识别方法。

背景技术

电能因其经济实用、清洁可控且便于传输等优点，成为现代人类社会不可缺少的重要能源之一。作为一种特殊的商品，电能亦讲求质量，优质的电能供应不仅保证电力系统安全、经济、高效运行，还保障企业正常生产，是提高人民生活水平的重要前提。自进入21世纪以来，电力需求在不断的增长，新型电力负荷也在飞速的发展，这给现代电网发展带来前所未有机遇的同时也带来了巨大的挑战：一方面新型非线性负荷快速发展并广泛应用于电网中，这些负荷因其非线性特性使电网中产生大量的谐波，严重污染了电能质量；另一方面，随着高新技术产业的蓬勃发展，对电能质量的依赖程度又在不断提高，对电能质量的要求标准亦与日俱增。在这种大环境下，电能质量问题日益引起人民的重视。

谐波问题是电能质量问题的一个重要组成部分。随着电网中电力电子装置的广泛应用以及各类非线性负荷的大规模接入，大量的谐波被注入到电网，使得电网受到严重的谐波污染。由于谐波的存在，不仅导致电气设备的振动及噪音增加、电能利用效率下降，而且还使得电气设备及输电线路的绝缘因过度发热而快速老化、电能输送效率因下降而使电网运行成本提高。因此，为了提高电能质量，快速且经济有效地治理谐波、解决谐波污染问题，首先必须要识别出电网中的谐波源，确定各谐波源注入电网中谐波电流的大小。电网中的谐波源，一方面来自于电网本身，如变压器、电抗器这类铁磁饱和型器件；另一方面来自于接入电网的各种非线性负荷，如整流器、逆变器、电子开关型设备等，这些非线性负荷所产生谐波电流的含量主要取决于它自身特性、运行工况等因素，而与系统参数关系不大，通常被视为谐波恒流源。电网主要包括输电网和配电网，非线性负荷因其所产生的谐波最多而被视为电网中主要的谐波源，因此，电网中谐波源的识别过程重点应放在配电网中作为谐波恒流源的非线性负荷的识别中去。现有配电网中多谐波源的识别方法主要有以下三种：

A基于谐波状态估计的谐波源识别方法

在谐波源信息未知的情况下，通过量测节点上获取的谐波测量数据，并结合系统的网络拓扑结构以及元件参数，建立谐波状态估计模块，根据一定的估计准则，估计出整个网络的谐波电压和谐波电流状态，分析识别出电网中的谐波源。该方法需要已知详细的网络参数和准确的拓扑结构，但实际工程中由于系统模型的近似以及网络参数的匮乏，会导致估计结果产生较大的误差。

B基于神经网络法的谐波源识别方法

在网络参数未知的条件下，利用量测节点上获取的谐波实时测量数据，建立估计器模型，以此来估计得到网络中的谐波电流。虽然该方法不用求解网络的谐波阻抗，但是却存在训练模型对预先训练依赖程度大、联接权矩阵易受电网运行情况影响、缺乏灵活性等缺点。

C基于盲源分离法的谐波源识别方法