[发明专利]基于加速独立分量分析的配电网谐波责任定量划分方法

说明书

本发明公开了基于加速独立分量分析的配电网谐波责任定量划分方法，包括，解析出PCC处h次谐波电流与谐波电压信号；对测量数据进行清洗；解析出波动量值和构造观测矩阵X；对观测信号进行中心化和白化处理，得到谐波数据矩阵Z；解混出独立分量I；构建出线性回归模型，求解得到混合系数矩阵A；解析谐波阻抗估计值；求取系统谐波阻抗幅值与相位的平均估计值；采用诺顿等效电路进行谐波分析，列写基本电路方程并根据向量关系图进一步推导得到在采样时间段内用户的平均谐波电压责任的定义式，实现配电网谐波责任定量划分，本发明在传统快速独立分析法中对牛顿迭代法进行修正，使其具有五阶收敛速度，实现算法的提速，从而降低时间成本。

技术领域

本发明涉及谐波责任划分的技术领域，尤其涉及基于加速独立分量分析的配电网谐波责任定量划分方法。

背景技术

伴随大量非线性负荷与电力电子设备的接入，配电网谐波污染问题愈发严重，为了采取有效的激励措施来抑制电网中的谐波水平，国际上提出一种“谐波奖惩机制”，即对引起谐波事故的责任谐波源进行相应的惩罚，对电网谐波水平起抑制作用的用户给予相应的奖励。无论是国际提出的治理对策还是国内提出的相应法规，主要问题均在于配电网中应如何准确定量划分谐波源对系统谐波污染的责任，而现有的谐波责任量化区分技术主要是以准确实现系统谐波阻抗估计为基础。

目前，系统谐波阻抗估计方法可以分为两大类：“干预式法”以及“非干预式法”。“干预式”方法主要通过人为方式产生扰动，如向系统注入谐波电流、间谐波电流，或通过开断系统某一支路来进行系统侧谐波阻抗的测量，这类方法很容易对电力系统造成不利影响，且在中高压电网中运用这种方法进行阻抗估计成本高昂，所以这类方法使用环境受到限制，无法广泛应用。“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运行，因而成为当前相关课题研究的主流方法。“非干预式”方法主要包括波动量法、独立随机矢量特性法、线性回归法、独立成分分析法等。其中，波动量法是基于假设背景谐波波动可忽略不计提出的一种估计方法，因而在实际背景谐波较大的场景下，无法实现系统谐波阻抗的准确估计。线性回归法是根据PCC(Point of Common Coupling，公共耦合点)处谐波电压与谐波电流间线性关系构造的一种方法，然而系统侧谐波电流波动较大时，线性关系受到干扰，这一情况下无法再通过回归法精确估计出阻抗值。独立随机矢量特性法基于PCC处谐波电流与背景谐波电压仅存在弱相关性这一特征进行阻抗估计，该统计特征的依据是PCC处谐波电流主要由用户侧贡献且系统侧谐波电流的方差要小于用户侧，但在实际中用户侧谐波电流波动客观存在，忽略系统侧从而判定弱相关性的做法必然会随着系统侧谐波贡献的增大造成较大的误差。独立成分分析法是当前较公认的一种谐波阻抗估计方法，该方法根据谐波源统计独立特征，能够区分系统侧与用户侧谐波发射电流，减小系统侧谐波波动对阻抗估计的干扰，相比上述方法，准确性与鲁棒性更高，但目前的独立分析法运行时间较长，在工程应用中实用性较差。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有谐波阻抗估计方法中的独立成分分析法存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：解决已有系统谐波阻抗估计方法中，独立成分分析法运行时间较长，在工程应用中实用性较差的问题。