[发明专利]一种典型场景下谐波电压电流测量与特征分析方法

权利要求书

1.一种典型场景下谐波电压电流测量与特征分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：对电网公共连接点谐波电压电流进行现场测量，得到初始电压电流谐波分量；

S2：采用粒子群算法对窗函数进行优化得到优化后的窗函数，优化时以旁瓣峰值电平和旁瓣渐近衰减速率作为窗函数参数优化的目标；使用优化后的窗函数对初始电压电流谐波分量进行优化得到优化后的电压电流谐波分量；

采用粒子群算法对窗函数进行优化的具体步骤如下：

S2-1：对窗函数的各项数参数进行随机初始化，并初始化各项系数对应的速度和位置；

S2-2：以旁瓣峰值电平和旁瓣渐近衰减速率为窗函数参数优化的目标，根据公式(1)计算适应函数值F_fit，并且得到粒子的历史最优位置和群体的全局最优位置；

其中，φ为旁瓣峰值电平，λ为旁瓣渐近衰减速率，α为旁瓣峰值电平权重，β为旁瓣渐近衰减速率权重，θ为惩罚因子，α+β＝1；惩罚因子一般情况下为1，在寻优过程中出现λ0、φ0等异常情况时为0；

S2-3：粒子通过跟踪两个极值pbest和gbest来更新，根据粒子自身的历史最优位置和全局的最优位置，运用公式(2)(3)更新每个粒子的速度和位置；

v_i＝ω×v_i+c₁×rand()×(pbest_i-x_i)+c₂×rand()×(gbest_i-x_i)(3)

x'_i＝x_i+v_i(4)

其中，v_i为第i个粒子的速度；Rand()为介于(0,1)之间的随机数；x_i为粒子的当前位置；x'_i为粒子更新后的位置，c₁，c₂分别为两个极值的权重值，ω为惯性因子；pbest_i为自身的历史最优位置，gbest_i为全局的最优位置；

S2-4：运用公式(1)对更新速度和位置后的粒子计算适应度，进而更新粒子的历史最优位置和全局的最优位置；

S2-5：检查粒子群是否满足如式(5)所示的约束条件，若满足约束条件，则输出全局最优结果并结束程序，若不满足约束条件，则转向步骤S2-3继续执行；

其中，M为窗函数；m为窗函数项数，b_m为初始粒子群为窗函数各项系数，每个系数包括对应的位置和速度；

S3：通过优化后的电压电流谐波分量分析各频次谐波电压电流的主要特征及演变规律。

2.根据权利要求1所述的一种典型场景下谐波电压电流测量与特征分析方法，其特征在于，所述S2-3中惯性因子的计算公式为：ω^(t)＝(ω_ini-ω_end)(G_K-g)/G_K+ω_end(5)

其中g为迭代次数，G_k为最大迭代次数，ω_ini为初始惯性权值，ω_end为迭代至最大进化代数时的惯性权值；进一步地，ω_ini＝0.9，ω_end＝0.4。

3.根据权利要求1所述的一种典型场景下谐波电压电流测量与特征分析方法，其特征在于，所述S2-3中c₁＝0.7，c₂＝0.3。

4.根据权利要求1所述的一种典型场景下谐波电压电流测量与特征分析方法，其特征在于，所述电网公共连接点为典型场景的电网公共连接点；典型场景包括钢铁厂10KV/35KV系统、光伏电站并网点和高速铁路牵引供电系统。

5.根据权利要求1所述的一种典型场景下谐波电压电流测量与特征分析方法，其特征在于，所述S3的具体操作方法为：

S3-1：利用概率统计方法提取各频次谐波电压电流的时频域分布特征；

S3-2：对负荷动态特性划分；

S3-3：研究公共连接点处谐波电压电流的主要特征随负荷动态特性的演变规律，基于S3-1和S3-2的结果研究公共连接点处谐波电压电流的主要特征在24小时周期内的演变规律。