[发明专利]基于改进Prony的功率自适应算法在审

专利信息
申请号: 202010973100.8 申请日: 2020-09-16
公开(公告)号: CN112269054A 公开(公告)日: 2021-01-26
发明(设计)人: 陈浩;陈腾渊;费传鹤;陈孝菊;王恒杰;朱兴刚;江明;王恒招;丁倩 申请(专利权)人: 国网安徽省电力有限公司六安供电公司;国家电网有限公司
主分类号: G01R21/07 分类号: G01R21/07;G06F17/16
代理公司: 合肥市上嘉专利代理事务所(普通合伙) 34125 代理人: 李璐;郭华俊
地址: 237005*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 基于 改进 prony 功率 自适应 算法
【说明书】:

发明公开了一种基于改进Prony的功率自适应算法,用于电力系统信号在频率和幅值随时间变化情况下,电网电能的准确计量。该方法包括:以采样频率为fs,采样时长为ts对电力系统电压信号u(t)和电流信号i(t)进行同步采样,得到N点离散电压信号u(n)和电流信号i(n),在时域上,先对采样的电信号(u(n)和i(n))进行数据拟合,获得拟合数据序列后按照采样间隔进行数据截断,构建重构样本;利用Prony算法估算出数据拟合后电压和电流信号各重构样本的频率幅值;最后计算出随时间变化的功率值。实验结果验证,该算法快速准确实现了电网电能的自适应跟踪。

技术领域

本发明涉及电网电能计量技术领域,特别是涉及一种基于改进Prony的功率自适应算法。

背景技术

在智能电网的大背景下,分布式电源和清洁能源的广泛接入以及高效率的电力电子设备和非线性负载的大范围使用,导致电网电压和电流的波形呈时变特性,是非稳定的时变电力信号。针对此类信号的电能准确计量成为热点研究方向,尤其是分布式能源并网电能的准确计量,不仅关系到电力投资者的经济效益,同时也关系到用户的利益。

国内外学者对非时变稳定信号条件下电能准确计量已有诸多研究成果,主要包括两个方面:一方面是谐波对传统电能方法及仪表准确性影响的研究及改进措施,另一方面是谐波条件下电能合理计量方式和仪表的研究。总的来讲,这些研究成果基本上解决了谐波条件下电能准确合理计量的问题。然而,已有的国内外电能计量算法,不论是对基波电能计量,还是谐波电能计量,都是以稳态信号为研究对象进行算法研究;对于分布式能源并网输出的非平稳时变信号的功率潮流分析和电能合理计量方面存在大量空白,亟需着力研究,并有效解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于改进Prony的功率自适应算法,能够适应电网信号在频率和幅值同时随时间变化情况下电网电能的自适应跟踪。

为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种基于改进Prony的功率自适应算法,包括以下步骤:

S1:将电力系统电压、电流信号通过抗混叠模拟滤波器进行滤波;

S2:以采样频率为fs,采样时长为ts对滤波后的电力系统电压信号u(t)和电流信号i(t)进行采样,得到N点离散电压信号u(n)和电流信号i(n),则N=fs*ts,Ts=1/fs即为采样间隔;

S3:利用最小二乘法对采样电信号u(n)和i(n)进行拟合,得到拟合多项式u'(x)和i'(x),x取任意值;

S4:利用拟合多项式u'(x)和i'(x)按照采样间隔截断得到N-1个等间隔重构样本,记为ui(m)和ii(m),其中i=1,2,……,N-1,m=1,2,……,M,M为求解Prony检测模型的离散时间函数方式所需拟合的数据点数;

S5:利用Prony算法估算电压和电流的N-1个重构样本序列ui(m)和ii(m)的频率和幅值;

S6:根据步骤S5得到的数据计算出随时间变化的功率值。

在本发明一个较佳实施例中,步骤S3的具体步骤包括:

设u(n)和i(n)均用yi表示,n用xi表示,u'(x)和i'(x)均用拟合曲线表示;

S301:给定曲线拟合方法,即

S302:设拟合多项式为y=a0+a1x+…+akxk

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