[发明专利]一种基于实测数据建立家用电器负荷谐波模型的方法

权利要求书

1.一种基于实测数据建立家用电器负荷谐波模型的方法，其特征在于，包括：

(1)获取家用电器负荷的实测电压和电流数据，对测量得到的数据进行傅里叶分析得到电压和电流的各次谐波的相量值；

(2)建立家用电器负荷的交叉频率导纳矩阵谐波模型，

(3)将步骤(1)中得到的电压和电流的各次谐波的相量值作为输入，基于广义线性复偏最小二乘法计算交叉频率导纳矩阵模型参数，得到家用电器交叉频率导纳谐波模型；

将家用电器负荷的交叉频率导纳矩阵谐波模型进行扩展；

将扩展后的家用电器负荷的交叉频率导纳矩阵谐波模型变换为紧凑形式，所述紧凑形式为因变量矩阵I等于自变量矩阵U与交叉频率导纳矩阵Y的乘积；

对自变量矩阵U和因变量矩阵I分别进行增广，通过迭代方法提取最大相关的变量，基于广义线性复偏最小二乘法提取主成分，得到自变量矩阵U和因变量矩阵I的估测值；

计算得到交叉频率导纳矩阵；

其中，自变量矩阵和因变量矩阵的估测值，分别为和进一步表示为：

其中，e^-j2θ表示相角旋转算子，能将转换为上标(·)^*为取共轭运算；矩阵M和N具体为：

其中，

计算得到交叉频率导纳矩阵具体为：

Y＝(M+N×e^-j2θ)。

2.如权利要求1所述的一种基于实测数据建立家用电器负荷谐波模型的方法，其特征在于，所述获取家用电器负荷的实测电压和电流数据的方法，具体为：

建立实验测量平台，家用负荷的供电电压为实际电网电压，通过电压钳和电流钳测量其供电电压u_M和实际电流i_M，通过数据采集装置获取实际测量的供电电压和实际电流数据。

3.如权利要求1所述的一种基于实测数据建立家用电器负荷谐波模型的方法，其特征在于，将家用电器负荷的交叉频率导纳矩阵谐波模型进行扩展，具体为：

式中，表示第n组测量数据的第i次谐波电流相量值，表示第n组测量数据的第j次谐波电压相量值。

4.如权利要求1所述的一种基于实测数据建立家用电器负荷谐波模型的方法，其特征在于，对自变量矩阵U和因变量矩阵I分别进行增广，分别为U＝[U,U^*]，I＝[I,I^*]，其中上标(·)^*为取共轭运算；

通过迭代方法提取最大相关的变量，具体为：

其中，t_m是U和I的第m个主成分相量，p_m和q_m分别是U和I的第m个主成分所对应的载荷向量，T是对应的主成分矩阵，P和Q是对应的载荷矩阵； U_M和I_M是U和I的残差矩阵，M表示最大主成分数，通过交叉检验法确定。

5.如权利要求4所述的一种基于实测数据建立家用电器负荷谐波模型的方法，其特征在于，基于广义线性复偏最小二乘法提取主成分，具体过程如下：

对自变量矩阵U和因变量矩阵I分别进行增广，可以得到初始输入矩阵分别为U₁＝[U,U^*]，I₁＝[I,I^*]，U₁＝U,I₁＝I；其中上标(·)^*为取共轭运算；

假设i＝1，…，M；

当i＝1时，求取矩阵最大特征值所对应的特征向量w₁；

求取第一个主成分向量t₁和其增广向量t₁，分别为：t₁＝U₁w₁,

求取第一个主成分向量对应的载荷向量：

根据主成分向量和载荷向量得到i＝2时的输入矩阵为

重复上述步骤，提取M个主成分向量，其中M的大小通过交叉检验法确定。