[发明专利]一种配电网电能质量扰动分类方法及其应用

权利要求书

1.一种配电网电能质量扰动分类方法，该方法是基于VMD和LightGBM的配电网电能质量扰动分类方法，其特征为：包括以下步骤：

步骤1：建立电能质量正常信号模型以及多种类型的电能质量扰动信号模型；

步骤2：对信号进行奇异值分解，求出奇异值突变点阶次K；

步骤3：根据步骤2中确定的K值，对信号进行变分模态分解，得到本征模态函数分量；

步骤4：将步骤3得到的变分模态分量输入到LightGBM算法进行训练得到最优LightGBM模型；

步骤5：实时采集配电网电能质量信号，经过步骤2、3计算得到本征模态函数分量后输入到步骤4训练好的最优LightGBM模型进行扰动分类。

2.根据权利要求1所述的配电网电能质量扰动分类方法，其特征为：所述步骤1进一步包括如下内容：

电能质量扰动信号模型类型包括：电压暂降、电压暂升、电压中断、电压波动、电压暂态振荡、电压谐波、电压暂升与电压谐波、电压暂降与电压谐波、电压暂升与电压波动、电压暂降与电压波动；

电能质量正常信号模型通过正弦信号表示；

所述标准电压的模型为：

y(t)＝Asin(ωt)

其中A为电压幅值设置为1p.u.，ω为信号角频率设为100π。所述电压暂降的模型为：

y(t)＝A[1-α(u(t-t₁)-u(t-t₂))]sin(ωt)

其中：0.1≤α≤0.9，u(.)为电压瞬时值，T≤t₂-t₁≤9T，T为工频信号周期，取值为0.02s；

所述电压暂升的模型为：

y(t)＝A[1+α(u(t-t₁)-u(t-t₂))]sin(ωt)

其中：0.1≤α≤0.8

所述电压中断的模型为：

y(t)＝A[1-α(u(t-t₁)-u(t-t₂))]sin(ωt)

其中：0.9≤α≤1

所述电压波动的模型为：

y(t)＝A[1+αsin(βωt)]sin(ωt)

其中：0.9≤α≤1，5Hz≤β≤20Hz

所述电压暂态振荡的模型为：

其中：0.1≤α≤0.8；300Hz≤ω_n≤900Hz；8ms≤τ≤140ms所述电压谐波的模型为：

y(t)＝A[α₁sin(ωt)+α₃sin(3ωt)+α₅sin(5ωt)+α₇sin(7ωt)]

其中：0.05≤α₃、α₅、α₇≤0.15，

所述电压暂升与电压谐波的模型为：

y(t)＝A[1+α(μ(t-t₁)-μ(t-t₂))]×[α₁sin(ωt)+α₃sin(3ωt)+α₅sin(5ωt)+α₇sin(7ωt)]

其中：0.1≤α≤0.8，0.05≤α₃、α₅、α₇≤0.15，所述电压暂降与电压谐波的模型为：

y(t)＝A[1-α(μ(t-t₁)-μ(t-t₂))]×[α₁sin(ωt)+α₃sin(3ωt)+α₅sin(5ωt)+α₇sin(7ωt)]

其中：0.1≤α≤0.9，0.05≤α₃、α₅、α₇≤0.15，

所述电压暂降与电压波动的模型为：

y(t)＝A[1+α₁sin(βωt)]sin(ωt)+A[1-α₂(u(t-t₁)-u(t-t₂))]sin(ωt)

其中：0.1≤α₁≤0.9，0.9≤α₂≤1，5Hz≤β≤20Hz

所述电压暂升与电压波动的模型为：

y(t)＝A[1+α₁sin(βωt)]sin(ωt)+A[1+α₂(u(t-t₁)-u(t-t₂))]sin(ωt)

其中：0.1≤α₁≤0.9，0.9≤α₂≤1，5Hz≤β≤20Hz。