[发明专利]基于改进数据关联分析的谐波责任划分方法

说明书

本发明公开了一种基于改进数据关联分析的谐波责任划分方法，包括：步骤1：在考虑谐波相角的情况下，建立PCC点h次谐波电压与谐波电流之间的关系；步骤2：基于独立随机变量协方差为零的特性估算电力系统阻抗角；步骤3：基于电力系统阻抗角和谐波电压与谐波电流之间的关系，计算出电力系统谐波阻抗；步骤4：基于电力系统谐波阻抗，获得用户侧和电力系统侧在PCC点的谐波电压贡献；在计算过程中考虑了用户谐波阻抗，减小了传统方法由于忽略用户谐波阻抗带来的误差；仿真分析和实际工程算例均验证了本方法较现有方法能有效抑制系统谐波变化和用户谐波阻抗带来的影响，得到更准确的谐波责任划分结果。

技术领域

本发明涉及谐波责任划分领域，具体地，涉及一种基于改进数据关联分析的谐波责任划分方法。

背景技术

随着工业的发展，各种电力电子装置与非线性负荷在国民经济各部门被广泛应用，电力系统尤其配网中的谐波污染问题日益严重。谐波电流流入电网后，会在公共联接点(PCC点)产生谐波电压，造成电压畸变，严重影响电能质量。因此，在PCC点对电力系统以及用户的谐波电压责任进行合理评估，是实现电能质量管理及控制的前提。

目前国内外划分谐波责任的方法主要是围绕系统和用户谐波阻抗估算来展开，主要可分为“干预式”[方法与“非干预式”方法。“干预式”方法主要通过人为向系统注入谐波电流来测量系统侧谐波阻抗，这种方法可能会对电力系统正常运行产生不利影响，且具有较大的估计误差。“非干预式”法通过PCC点谐波电压电流的测量值估计谐波阻抗，以定量划分谐波责任，主要有：1、“波动量法”，其是基于所测点电压波动量对电流波动量比值的符号特征的估计方法，该方法对谐波参数测量的准确度要求较高，同时还需测量值有足够大的波动；2、线性回归法：包括稳健回归法、二元回归法、偏最小二乘法等，其本质都是依据戴维南等值电路或诺顿等值电路，构造相应的回归方程，将PCC点电压电流相量的实部和虚部分开回归求解谐波阻抗，所以不是原问题准确的最小二乘解。但目前的线性回归法存在如下局限性：回归模型中的常数项(即背景谐波电压)实际是一个波动较大的量，导致了回归的误差较大。现有部分中的数据关联分析是最近方法，其是利用用户谐波电流变化计算系统谐波阻抗，由于该方法忽略了谐波相角，因此该方法同样会产生较大误差。

传统关联性分析利用同频率下PCC点谐波电压电流之间的关系，及用户谐波电流的变化来计算系统阻抗。如图1a为等值电路，下标’s’和’c’分别指系统侧和用户侧。在测量周期内得到测量值，并用傅里叶变换得到PCC点h次谐波电压及谐波电流画出关于的图像如图1b，并用线性回归法可得：

根据式(1)得a等于系统阻抗，b等于用户谐波电流为零时PCC点谐波电压平均值，即系统谐波电压。由数据关联分析的条件知，系统谐波电压(b)应PCC点谐波电流及系统阻抗(a)相独立。忽略用户阻抗，则等于用户谐波电流与系统谐波电压b无关，满足以上条件，即可由该方法得到系统阻抗及系统谐波电压。

由式(1)知，传统关联分析计算系统阻抗时忽略了谐波相角，且计算用户谐波电压贡献时忽略了用户阻抗，这样当用户阻抗较小时，结果会产生较大误差；另外，实际中系统谐波电压不是常数，而是一个变化量。

发明内容

本发明提供了一种基于改进数据关联分析的谐波责任划分方法，解决了现有的方法的不足，在计算过程中考虑了用户谐波阻抗，减小了传统方法由于忽略用户谐波阻抗带来的误差。仿真分析和实际工程算例均验证了本方法较现有方法能有效抑制系统谐波变化和用户谐波阻抗带来的影响，得到更准确的谐波责任划分结果。

为实现上述发明目的，本申请提供了基于改进数据关联分析的谐波责任划分方法，所述方法包括：

步骤1：在考虑谐波相角的情况下，建立PCC点h次谐波电压与谐波电流之间的关系；

步骤2：基于独立随机变量协方差为零的特性估算电力系统阻抗角；