[发明专利]一种电力系统谐波阻抗计算方法

说明书

技术领域

本发明属于谐波阻抗计算方法设计领域，尤其涉及一种电力系统谐波阻抗计算方法。

背景技术

电力系统谐波阻抗对电力系统状态评估及接入新电力设备的设计十分重要，在电力系统建模、仿真以及线路保护等电力装置的配置中起着不可或缺的作用。同时，随着国内外电力电子技术的发展，大量由电力电子开关构成的，具有非线性特性的用电设备广泛应用于冶金、钢铁、交通、化工等需求领域，如电解装置、电气机车、轧制机械、高频炉等，导致电力系统中谐波问题日益严重，对谐波相关问题，如谐波潮流计算、谐波责任划分、谐波发射水平、谐波源识别等的研究一直是电力行业关注的问题。而系统谐波阻抗的准确测量是研究谐波相关问题基础。

目前，谐波阻抗测量估计方法主要分为“干预式”和“非干预式”两大类。“干预式”方法主要是通过人为方式产生扰动，如向系统注入谐波电流或是间谐波电流，或是通过开断系统某一支路来进行系统侧谐波阻抗的测量。这种扰动可能会对电力系统正常运行产生不利的影响，因此该类方法不能得到广泛应用。“非干预式”方法则是利用系统或谐波源负荷本身的扰动，通过可测量参数来进行相关计算，不会影响到系统的安全、稳定运行，因而成为当前相关课题研究的主流方法。典型的“非干预式”方法有波动量法和线性回归法。线性回归法在谐波发射水平评估方面占有重要地位，是“非干预式”方法的核心。传统的线性回归方法包括二元回归法、稳健回归法和偏最小二乘法，这些方法均没有数据的预处理过程，其本质都是将相量实部、虚部分割开来，在实数域内利用最小二乘法分别进行回归系数的求解。这种处理方法忽视了相量是作为一个有特定物理意义的整体而存在的，其求解过程并不是实部、虚部结果的简单相加和组合。

发明内容

本发明针对上述背景技术中提到的传统线性回归方法在数据处理方面的不足，提出了一种电力系统谐波阻抗计算方法。

一种电力系统谐波阻抗计算方法，其特征包括下列步骤：

步骤1：采集公共连接点的母线电压瞬时值和用户注入系统的电流瞬时值，通过傅里叶变换得到谐波电压和谐波电流相量数据序列，并建立谐波电压和谐波电流相量的复回归方程；

步骤2：对步骤1得到的谐波电压和谐波电流相量数据序列进行初步筛选，排除异常点对回归系数的影响；

步骤3：在初步筛选基础上，求解系统谐波阻抗回归系数；求出最优的赋权回归系数，并得到谐波阻抗的值。

步骤1中，采集公共连接点（PCC点）的电压瞬时值u_pcc（t）和电流瞬时值i_pcc（t），并分别进行傅里叶变换，计算出u_pcc（t），i_pcc（t）的谐波分量的有效值和初始相位，由有效值和初始相位构造成公共连接点的谐波电压相量和用户注入系统的谐波电流相量。

假设在采样时间段内进行了n次采样，分别记第i次采样计算的谐波电压和谐波电流数据分别为和，测量复误差为ε_i，针对该n次采样过程，由式可以得到如下方程组：