[发明专利]一种高铁牵引供电系统谐波多路同步快速检测方法

说明书

本发明公开了一种高铁牵引供电系统谐波多路同步快速检测方法。本发明的目的是为了解决现有技术中的高铁牵引供电系统谐波检测方法检测精度不够，多路检测实时性不好，被测谐波谱不完整的问题。本发明的一种高铁牵引供电系统谐波多路同步快速检测方法包括多路同步采样、统一人工神经元网络参考输入基准、人工神经元网络的权值调整方法、多路同步并行处理、基于共享知识库的多路人工神经元同步学习和算法实现的附加功能。本发明完成了对高铁牵引供电系统中的多路谐波进行同步快速检测，不仅保证了比较高的精确度，还保证了多路检测的实时性、同步性和快速性。

技术领域

本发明涉及一种高铁牵引供电系统谐波多路同步快速检测方法。

背景技术

随着高铁的飞速发展，各线路运行密度日益增加，部分线路甚至出现大功率重连动车或多型号动车混跑现象，加上各次谐波的混叠效应及其传输特性，使得原来不甚突出的谐波问题对牵引供电系统的正常运行影响日益突出，造成部分牵引变馈线的不规则跳闸、压互爆管等现象。

我国目前对牵引供电系统电能质量的系统评估和治理缺乏成套体系，特别是谐波的快速检测方面有一定欠缺，且铁路枢纽牵引供电系统结构复杂、馈线回路多，对这类型的牵引变电所的谐波检测势必要多路同步进行，以完成对各路馈线谐波的多路同步快速检测要求。

然而，目前的谐波检测方法用于高铁牵引供电系统中存在不少问题，如：基于FFT的谐波检测法存在频谱泄露和栅栏效应，无法进行时域分析，难以实现谐波实时动态分析的需求；基于小波变换的谐波检测法只能对低频段进行分解，无法对高频段进行精确度较高的分析，且混叠现象严重；基于瞬时无功功率的谐波检测法主要用于三相电网的谐波检测，对于单相电路的检测算法复杂且检测结果误差大，只进行时域变换，不利于频谱分析，不适用于牵引供电系统的谐波检测。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中的高铁牵引供电系统谐波检测方法检测效果差，检测精度低，多路检测实时性差的问题。

本发明的技术方案是：

一种高铁牵引供电系统的谐波多路快速同步检测方法，包括多路同步采样、统一人工神经元网络参考输入基准、人工神经元网络的权值调整方法、多路同步并行处理、基于共享知识库的多路人工神经元同步学习和算法实现的附加功能。

所述多路同步采样为对多个待测支路均采用等间隔采样的同步采样法，对在谐波信号周期T内采样n 个点，采样间隔为T_S，即T＝nT_S。

所述统一人工神经元网络参考输入基准为选用同一组经过倍频处理的锁相信号，这是因为高铁牵引供电系统中多路馈线与牵引变电所27.5kV母线直接相连，其电压信号相位和频率完全相同。只需要采样低压侧的电压信号进行倍频处理，生成一个参考信号X_n，使其作为各个检测点的人工神经元网络共同参考输入，以此实现谐波检测过程的同步处理。

所述人工神经元网络的权值调整方法为最小均方法，是在权值空间上的误差函数曲面上搜索最小点，是以误差最小为目标的优化过程。

所述多路同步并行处理为在算法设计层面设置各支路之间检测算法的一致性，程序执行过程中进行多路数据并行处理，使多路谐波检测结果保持时间上的同步。

所述基于共享知识库的多路人工神经元同步学习是通过大量检测样本总结出特征车型的特征谐波、最佳学习率η_s和最佳惯性项α_s组合形成知识库，后续各支路进行谐波检测时直接从知识库中调取记录进行权值调整，减少权值调整过程中的大量迭代运算。

所述算法实现的附加功能包括根据权值计算100次以内各次谐波有效值、相位和谐波含有率信息，提供上述信息与谐波标准对比后的超限预警和记录功能，同时提供记录查询和数据显示功能。

本发明与现有技术相比具有以下效果：