[发明专利]一种谐波责任定量划分方法

说明书

本发明公开了一种谐波责任定量划分方法，属于电能质量谐波分析技术领域。本发明采用DBSCAN聚类方法，有效地分离出谐波阻抗恒定的数据簇；利用线性相关性分析方法对同一族内数据谐波电压波动量和谐波电流波动量进行相关性分析，减小了背景谐波电压波动的影响，最后再求解计算出谐波阻抗；进一步提高了谐波阻抗的计算精度，为明确谐波责任提供了可靠技术手段，谐波责任划分准确率高，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种谐波责任定量划分方法，属于电能质量谐波分析技术领域。

背景技术

近年来，电网结构和负荷类型发生了重大变革，各方对电能质量的要求也逐步提高。为了避免因电能质量问题产生争端，并对谐波进行有效的管控，国际上提出一种“奖惩性方案”，即对产生谐波污染的谐波源用户进行相应的惩罚，但该方案实施的前提是对谐波源进行准确的责任划分。

电网谐波源责任划分，一般围绕供电系统侧和用户侧对公共连接点(PCC)的谐波电压贡献率进行研究。计算谐波源对PCC处的谐波电压贡献率，关键是如何精确测量用户侧谐波阻抗和系统侧谐波阻抗不同电网的结构特征是不同的，使得谐波阻抗计算变得困难和复杂。

线性回归法是一种基于PCC处的谐波电压与谐波电流，通过计算等效电路方程的回归系数来求解谐波阻抗的方法。该方法的适用前提是系统较为稳定，背景谐波电压基本不变，且系统侧谐波阻抗要求为恒定常数。但随着新能源的高占比接入网，加剧了电网背景谐波的波动情况，使背景谐波电压可能发生谐振等短时较大幅度电压波动。等值电路中通常将除关注用户外的区域计入系统侧，因此电力系统运行方式的改变、无功补偿方式的变化、投切支路、分布式电源脱网与并网等原因都可能导致系统阻抗发生变化上述方法在处理较大范围背景谐波电压波动和系统谐波阻抗变化时效果不佳，此时需要经过数据分类与筛选，才能更准确估算谐波阻抗值。

针对以上问题，在不同系统谐波阻抗情况下和降低背景谐波电压波动要求下，一种能有效应对较大范围背景谐波电压波动和系统谐波阻抗变化的谐波源责任划分方法是亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种谐波责任定量划分方法，采用DBSCAN(Density-Based SpatialClustering ofApplications with Noise)聚类方法分离出谐波阻抗恒定的数据簇，以处理系统谐波阻抗变化带来的影响；再利用线性相关性分析方法对同一族内数据谐波电压波动量和谐波电流波动量进行相关性分析，以减小背景谐波电压波动的影响，最后再求解计算谐波阻抗，明确谐波责任。

本发明的技术方案是：

根据本发明的一方面，提供了一种谐波责任定量划分方法，包括：在电网公共连接点PCC处测量h次谐波电压和h次谐波电流将测量数据进行分类处理，划分为多个簇；对同一簇内数据谐波电压波动量和谐波电流波动量构造线性组合，利用线性相关性分析方法对数据进行筛选；建立系统侧的h次谐波电压和等效谐波阻抗以及PCC处提取的h次谐波电压和电流的电路方程；将提取的数据按实部和虚部展开后输入，得两个回归方程并求解出系统侧的h次谐波电压和等效谐波阻抗；分别计算出系统侧谐波和用户侧谐波单独作用时在PCC处产生的谐波电压，并进一步算出投影，从而评估出系统侧谐波和用户侧谐波应承担的谐波电压责任。

将测量数据进行分类处理，划分为多个簇，具体为：利用基于DBSCAN聚类的数据分类方法以系统阻抗量值为分类标准，将测量数据进行分类处理。

所述建立系统侧的h次谐波电压和等效谐波阻抗以及PCC处提取的h次谐波电压和电流的电路方程，具体为：其中，和分别为系统侧的h次谐波电压和等效谐波阻抗，和分别为PCC处提取的h次谐波电压和电流。

所述两个回归方程为：和其中，和为采样输入的数据，和为待求的回归系数，下标x表示对应量实部，下标y表示对应量虚部。

所述谐波电压责任指h次谐波源在PCC处产生的谐波电压与PCC处总谐波电压的比值。