[发明专利]一种基于分段常数独立分量分析的配电网谐波电流估计方法

摘要

本发明公开了一种基于分段常数独立分量分析的配电网谐波电流估计方法。首先建立谐波电流估计的分段常数模型，采用重叠段的相关系数矩阵关联法确定谐波电流次序，利用重叠段的误差最小化法确定谐波电流幅值，降低对先验谐波电流数据的需要。接着给出电网参数变化的判据，最后通过二分法判定电网参数变化的数据区间，在电网参数变化时修正谐波电流估计结果，提高电网参数变化时的估计精度。本发明方法可以降低电网参数变化时的谐波电流估计误差，而且估计过程不需要电网参数数据，并适用于配电网参数动态变化工况下的谐波电流估计。

主权项

1.一种基于分段常数独立分量分析的配电网谐波电流估计方法，首先对各段谐波电压数据进行分段常数独立分量分析，再采用重叠段的相关系数关联法和误差最小化法确定谐波电流的次序和幅值，最终获得修正后的谐波电流估计值，包含以下主要步骤：A、数据采集采集配电网所有母线的h次谐波电压数据V＝[V¹,V²,…,Vⁱ…,V^N]和先验谐波注入电流其中Vⁱ(1≤i≤N)为第i条母线上的谐波电压向量，1×L阶；为第i条母线上的先验谐波注入电流向量，1×L_p阶；L为总采样点数，L_p为谐波电压数据段长度，L_p≤L，N为母线个数；B、谐波电流的分段估计B1、采用分段常数独立分量分析方法估计谐波电流：B11、对谐波电压数据V，根据采样点进行分段，每段数据长度为Lp，任意两段间重叠长度为Lc，Lc≤Lp，共得到m段谐波电压数据V1,V2,…,Vi…,VN，m根据L≥mLp+(m‑1)Lc求解得到；B12、对m段谐波电压数据，建立分段常数独立分量分析模型，V_k＝A_kI_k，I_k为第k段的谐波注入电流，A_k为第k段的混合矩阵；对第k段谐波电压数据进行独立分量分析计算，求取解混矩阵W_k，根据得到估计谐波电流对解混矩阵W_k求逆得到A_k的估计其中为谐波电压向量Vⁱ(1≤i≤N)的第k段，为第k段估计谐波注入电流向量；B2、相关系数关联法确定谐波电流次序：B21、当k＝1时，即对第一段估计得到的谐波注入电流利用已知的先验谐波注入电流通过求次序化矩阵F_k，计算确定次序的谐波注入电流求与的相关系数矩阵C¹，其中为C¹中的i行j列元素，表示中第i个谐波注入电流向量与中第j个谐波注入电流向量的相关系数，找到相关系数矩阵C第i行元素的最大值，该最大值位于第N_i列，将次序化矩阵F_k该行对应位置元素置1，其余元素置零：根据求得确定次序的第1段谐波注入电流B22、当k>1，即对除了第一段以外的估计谐波电流利用第k‑1段确定了次序的估计谐波电流通过求次序化矩阵F_k，计算确定次序的谐波电流求与采样点重叠部分与的相关系数矩阵C，其中c_ij为C中的i行j列元素，表示中第i个谐波电流向量与中第j个谐波电流向量的相关系数，找到C第i行元素的最大值，该最大值位于第N_i列，将次序化矩阵F_k该行对应位置元素置1，其余元素置零：根据求得确定次序的第k段谐波电流B3、采用误差最小化法确定谐波电流幅值：B31、当k＝1时，即对确定次序的第k段谐波电流利用已知的先验谐波注入电流确定其幅值；分别对中每个谐波电流向量根据公式和计算比例系数a_k和偏移系数b_k；B32、当k>1时，即对除了第一段以外的确定了次序的谐波电流数据，利用第k‑1段确定了次序和幅值的估计谐波电流与确定次序的第k段谐波电流的重叠部分与对与的对应向量根据公式和计算比例系数a_k和偏移系数b_k；B33、根据公式求得确定幅值的第k段谐波电流向量合并得到确定了次序和幅值的第k段谐波电流矩阵将按数据标号保存至之后，二者重叠部分取的估计值；C、电网参数变化的判定与谐波电流估计结果的修正C1、判定电网参数是否发生变化：对估计混合矩阵的各行向量进行归一化处理，得到归一化估计混合矩阵计算与的偏离程度d_k，其中为第k段估计混合矩阵中第i行第j列元素，为第k段归一化混合矩阵中第i行第j列元素；当d_k＞λ时，判定电网参数发生变化，其中λ为常数阈值；C2、二分法确定电网参数变化数据区间：采用二分法对C1步骤确定的电网参数变化的数据段均分，重复A‑C1步骤，缩小判定的电网参数变化的数据区间，得到电网参数变化的数据区间C3、谐波电流估计结果的修正：去除判定的变化数据区间的谐波电流估计结果，从重新开始分段估计谐波电流。