[发明专利]偏最小二乘回归应用于配电网谐波源定位与检测中的方法

说明书

技术领域

本发明属于电能质量管理领域，尤其涉及一种用于配电网谐波源的定位与检测的方法。 

背景技术

随着社会的进步和现代电力工业的迅速发展，电能已成为一种广泛使用的能源，其应用程度也成为衡量一个国家发展水平的主要标志之一。电能是一种经济、实用、清洁且容易控制和转换的能源形态，是供电部门向电力用户提供由发、供、用三方共同保证质量的一种特殊产品。随着电力电子技术广泛应用和电弧炉等冲击负荷以及电力机车等拖动负荷的日益增多，对于电力行业来说，要保持满足用户要求的电能质量显得越来越困难。电力电子技术的广泛应用，在技术和经济上带来了一系列方便和效益的同时，也使电网谐波的含量大量增加。电网谐波污染的日益严重，导致了电气设备的寿命缩短，网损加大，增加了电网发生谐振的可能性，使继电保护和自动装置不能正常动作或操作，导致仪表指示和电度显示不准以及计算机和通信受干扰等一系列重要问题。电弧炉等大功率冲击负荷除了会造成严重的污染之外，还是电压波动和闪变的重要原因，电力机车等大功率的牵引负荷会造成三相不平衡等。 

一方面，由于科学技术的快速发展，工业自动化水平的提高，微处理器和数字器件的大量应用，使用户对供电可靠性和供电质量的敏感程度越来越高，这就对配电网络和电力企业提出了更高的要求；另一方面，由于用电负荷是趋复杂化和多样化，一些具有非线性、冲击性、不平衡特征负荷、谐波丰富的应用设备，都会不同程度地影响到供电网络的电能质量，极大地影响了电网安全经济运行。 

电能质量问题是近年来引起国内外专家学者严重关注的问题，IEEE技术协调委员会已正式采用“Power Quality”这一术语对电能质量给出了技术定义：“合格电能质量的概念是指给敏感设备提供的电力和设置的接地系统是均适合于该设备正常工作的”。IEC标准对电能质量的定义为：电能质量是指供电装置在正常工作情况下不中断和干扰用户使用电力的物理特性。 

最严重的电能质量问题是电压跌落和电压完全中断。 

电能质量监测是收集、分析并将原始测量数据解释为有用信息的过程。建立完善的电能质量监测系统，对整个电力系统的电能质量管理和改善都是十分重要的，是对电力系统进行治理并改善其电能质量的前提条件。 

谐波污染是电能质量的重要问题，谐波治理首先要进行谐波源定位（Harmonic Source Identification，HIS）。谐波源定位就是定性地检测系统侧与用户侧对公共连接点的谐波畸变影响的大小。如果系统侧的影响大，则认为系统侧为主要谐波源；反之则认为用户侧为主要谐波源。在公共联接点对电力系统以及用户的谐波发射水平进行合理评估，成为双方责任划分至关重要的标准。为了控制公用电网中的谐波污染，需要对谐波源进行定量分析。因此，寻找一套准确且适用的系统谐波阻抗与用户谐波发射水平评估方法十分重要。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种偏最小二乘回归应用于配电网谐波源定位与检测中的方法，其根据电力系统侧与畸变用户侧进行等值变换的模型，利用在公共连接点同步测量得到的谐波电压和谐波电流信号，通过偏最小二乘回归算法求解回归系数，利用对系统中数据信息进行分解和筛选的方式，提取对因变量解释性最强的综合变量，辩识系统中的信息与噪声，从而更好地克服变量相关性在系统建模中的不良作用。 

本发明的技术方案是：提供一种偏最小二乘回归应用于配电网谐波源定位与检测中的方法，其特征是： 

对于单因变量y和p个自变量{x₁,x₂,…,x^p}，观测n个样本点，构成自变量和因变量的数据表X={x₁,x₂,…,x^p}^n×p和Y={y}^n×p； 

在主成分分析中，对于单张数据表X，在X中提取了第一主成分F₁，使得F₁中所包含的原数据变异信息可达到最大，即Var(F₁)→Max； 

在典型相关分析中，分别在X和Y中提取典型成分F₁和G₁，它们满足 

Max.r(F₁,G₁)；S.T F₁′F₁=1；G₁′G₁=1；