[发明专利]基于内部参数辨识的CVT二次侧测量结果修正方法

说明书

本发明公开了基于内部参数辨识的CVT二次侧测量结果修正方法，根据CVT传递不同次谐波的传递误差，亦即CVT的频谱误差特性，应用这一特性对谐波测量结果进行修正，从而实现通过CVT进行正确的谐波检测。进一步考虑CVT频谱误差特性的获取方法，使用尽可能少的频响测试试验数据获得准确度较高的CVT传递特性表示方法。本发明提出的基于内部参数辨识的CVT二次侧测量结果修正方法，有助于研究测量谐波时CVT二次侧测量结果的修正问题，尤其是为不方便进行谐波全频段频响测试的实验环境提供了谐波准确测量的可行方法，为进一步提升电网谐波测量准确度提供解决方案和参考。

技术领域

本发明属于信号及时处理技术领域，具体涉及基于内部参数辨识的CVT二次侧测量结果修正方法。

背景技术

近年来特高压直流和柔性输电工程建设不断加快，电气化铁路、冶炼、新能源及城市轨道交通等干扰源不断增多，电网中的非线性负荷渗透率逐年攀升，公用电网中的谐波等电能质量问题日益突出，对电网中以工频为设计依据的各类敏感设备的正常运行造成了较大威胁，大大增加了设备和电网的运行成本。近年来电力系统中的谐波电压问题呈现出区别于传统技术认知的新特征和新要求，因此亟需提高对电网谐波的监测能力。

目前在高电压等级的现场大量应用的电容式电压互感器(CVT)在测量谐波信号时，由电容分压器等值电容和补偿电抗器电感组成的工频串联谐振回路工作点将发生偏离，变比的幅频和相频特性呈现严重的非线性，对谐波的传递存在严重的畸变。因此如果能够预先知道CVT传递不同次谐波的传递误差，亦即CVT的频谱误差特性，就可以应用这一特性对谐波测量结果进行修正，从而实现通过CVT进行正确的谐波检测。因此频率响应原理即首先在实验室得到CVT幅频响应曲线，从而计算出CVT二次侧电压与真实谐波电压的偏离，得到谐波电压误差修正系数，利用该系数对现场测量结果进行修正。

发明内容

本发明的目的在于提供基于内部参数辨识的CVT二次侧测量结果修正方法，通过建立CVT内部等效电路模型，推导误差修正系数，与特定频率下测量得到的误差修正系数对比，构建表明两者接近程度的目标函数，并利用遗传算法进行寻优，得到CVT内部参数数值，进一步可得到CVT本身的传递特性。

本发明所采用的技术方案是：基于内部参数辨识的CVT二次侧测量结果修正方法，具体操作步骤如下：

步骤1、建立CVT等效电路模型，等效电路模型主要包括电容分压器单元和电磁单元；电容分压器包括高压电容器和低压电容器；电磁单元包括中压变压器、补偿电抗器；

步骤2、对CVT进行频响试验，获得一次侧电压为2次谐波、3次谐波、7次谐波、9次谐波、50次谐波下CVT二次侧实测电压；

2次谐波为偶数次谐波、3次谐波为奇数次谐波、7次谐波为CVT二次侧正谐振峰、9次谐波为CVT二次侧负谐振峰、50次谐波高阶谐波；

步骤3、基于步骤3中二次侧实测电压计算CVT实测误差校正系数RCF_实测；

步骤4、根据步骤1中建立的等效电路推导CVT模型二次侧电压与一次侧电压比表达式；

步骤5、在与步骤2中所加一次侧电压相同情况下，根据步骤4CVT模型二次侧电压与一次侧电压比表达式计算基于CVT模型的误差校正系数RCF_模型；

步骤6、当RCF_实测和RCF_模型两者越接近表明等效电路模型参数越接近实际CVT内部参数值，设定目标函数J，并且根据CVT模型确定辨识目标参数集θ；

步骤7、在给定的θ取值范围内，随机生成100个初始个体；

步骤8、求出目标函数J及各个个体的适应度函数f，如果最优个体的适应度满足误差要求或迭代次数大于最大迭代次数，迭代结束；