[发明专利]一种电网的故障诊断方法及系统

说明书

本发明涉及一种电网的故障诊断方法及系统，所述方法包括：步骤(1)在预设频率下对电网的谐波矩阵进行奇异值分解，获取预设频率对应的奇异值、左奇异相量和右奇异相量；步骤(2)基于所述预设频率对应的奇异值识别电网的谐振频率；步骤(3)基于所述电网的谐振频率对应的左奇异相量和右奇异相量计算电网的谐波影响因子矩阵；步骤(4)基于所述电网的谐波影响因子矩阵对电网进行故障诊断；本发明提供的技术方案能够有效的对电网进行快速诊断。

技术领域

本发明涉及电网故障诊断领域，具体涉及一种电网的故障诊断方法及系统。

背景技术

电网中的谐波会导致电能质量降低，影响电气设备的正常使用，严重时甚至威胁系统安全运行。随着电力系统中非线性负荷的增多及高频开关设备的大量应用，网络中谐波污染问题日益突出。与此同时，网络结构日趋复杂化，电网中大量包含LCL滤波器的电力电子变换器的接入，变换器控制环与电网中电感、电容元件的交互作用会造成严重谐波放大故障。因此，如何有效地通过手段来诊断电网谐波放大故障显得十分重要。

现有的电网的故障诊断方法主要包括频率扫描法、基于特征值的模态分析法及基于奇异值分解技术的分析法。频率扫描法通过建立谐波源与谐波源之间的表达式来研究电网谐波放大故障。当电网结构很复杂时，频率扫描法需要分别建立多个谐波源与多个谐波源之间的表达式，因此存在建模复杂、运算工作量大的问题。模态分析法则通过建立谐波源与谐波源之间的谐波矩阵研究电网谐波放大故障。模态分析法利用特征值分解技术对谐振矩阵进行研究分析，从而可以掌握电网谐波放大故障。矩阵特征值分解技术只能分析N×N的方形矩阵，即所研究对象的谐波源和谐波源个数相等。在一些特殊情况下研究的谐波源与谐波源不相等时，模态分析发就失去了作用。针对模态分析法的不足，一种基于奇异值分解技术的分析法被提出，可以对任意M×N(M可以不等于N)矩阵进行分析，即所研究对象的谐波源和谐波源个数可以不相等，所以基于奇异值分解技术的分析法比模态分析法适用范围更广。现有基于奇异值分解技术的奇异值分析法只关注谐波矩阵的最大奇异值及相关的奇异相量，而忽略了其它奇异值及相关的奇异相量，可能造成关键信息丢失。此外，目前奇异值分析法主要还依靠分析人员目测谐振频率，缺乏有效的计算机识别算法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种能够快速诊断电网是否发生故障的方法，达到快速精确的诊断电网故障的目的。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供了一种电网的故障诊断方法，其改进之处在于，所述方法包括：

在预设频率下对电网的谐波矩阵进行奇异值分解，获取预设频率对应的奇异值、左奇异相量和右奇异相量；

基于所述预设频率对应的奇异值识别电网的谐振频率；

基于所述电网的谐振频率对应的左奇异相量和右奇异相量计算电网的谐波影响因子矩阵；

基于所述电网的谐波影响因子矩阵对电网进行故障诊断。

优选的，所述电网的谐波矩阵，包括：

电网节点电压与电网节点注入谐波电流之间的谐波矩阵或电网支路电流与电网节点注入谐波电流之间的谐波矩阵。

进一步的，所述电网节点电压与电网节点注入谐波电流之间的谐波矩阵的获取过程，包括：

获取电网节点导纳矩阵；

对所述电网的节点导纳矩阵求逆矩阵得到所述电网节点电压与节点注入谐波电流之间的谐波矩阵。

进一步的，按下式确定所述电网节点导纳矩阵：