[发明专利]一种配电网负荷谐波贡献评估的分段有界约束优化方法

摘要

本发明公开了一种配电网负荷谐波贡献评估的分段有界约束优化方法，利用哈尔小波包变换来确定背景谐波阻抗变化的时间窗，进而根据背景谐波阻抗对量测谐波数据进行准确分段，适应于背景谐波阻抗变化的工况；然后针对每个数据段，建立谐波贡献评估的分段有界约束优化模型，并采用序列二次规划法求解分段有界约束优化模型，精确估计谐波源负荷的所有瞬时谐波贡献，最后加权求和得到谐波源负荷的总谐波贡献。本发明方法可以在背景谐波阻抗变化下准确地定量评估配电网中谐波源负荷的谐波贡献。

主权项

1.一种配电网负荷谐波贡献评估的分段有界约束优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：确定背景谐波阻抗变化的时间窗步骤1.1：对于PCC处测量谐波电压和谐波电流设定窗长L，在每个窗口内，以谐波电流模值为自变量，谐波电压模值为因变量，根据进行最小二乘线性回归分析，回归得到的斜率即为背景谐波阻抗的粗略值，所有窗口的斜率组成背景谐波阻抗的变化曲线；其中，K为斜率，B为截距；步骤1.2：将背景谐波阻抗的变化曲线通过哈尔小波包变换，确定背景谐波阻抗变化窗口，具体为：1)对背景谐波阻抗的变化曲线进行哈尔小波包变换，选用小波包变换后的高频段和2)设置阈值其中σ为高频段信号的标准差，N是采样点数据；将和与阈值T比较，低于阈值T则视为噪声，高于阈值T则视为突变，以此确定突变的时间窗；3)确定突变窗对应的采样集合，分别为A、B和C，则变化时间窗确定为W＝A∪(B∩C)；步骤2：对谐波监测数据进行分段对小样本数据，删除对应背景谐波阻抗突变的窗口数据，对谐波电压和谐波电流数据以突变窗口为分界进行数据分段，认为各段的背景谐波阻抗近似恒定；对大样本数据，直接以突变时间点为界定，对谐波监测数据进行分段；对谐波监测数据的分段数目记为M；步骤3：建立并求解谐波贡献评估的分段有界约束优化模型对含两个主谐波源负荷的配电网，设和分别为第一谐波源负荷和第二谐波源负荷在PCC处产生的谐波电压；Z_pcc.1为除第一谐波源负荷以外的等效谐波阻抗；Z_pcc,2为除第二谐波源负荷以外的等效谐波阻抗；为电网侧在PCC处产生的谐波电压，即背景谐波电压；为电压与电压的向量差；θ₁为谐波电压与电压的相角差；θ₂为电压与电压的相角差；建立待求未知参数向量γ＝[γ₁,γ₂,γ₃,γ₄,γ₅]，其中γ₁＝|Z_pcc,1|，γ₂＝|Z_pcc,2|，γ₃＝cosθ₁，γ₅＝cosθ₂；将平方误差的绝对值作为目标函数，建立有界约束优化模型：s.t.γ₁＞0γ₂＞0‑1≤γ₃≤1γ₄＞0‑1≤γ₅≤1式中，为谐波电压的计算值，和是谐波电压和谐波电流的量测值，N为采样点数；根据所述有界约束优化模型，采用序列二次规划法计算出未知向量γ＝[γ₁,γ₂,γ₃,γ₄,γ₅]；步骤4：估计谐波源负荷的所有瞬时谐波贡献对含两个主谐波源负荷的配电网，第一谐波源负荷和第二谐波源负荷在采样点t_i处的谐波贡献为：将监测数据分为M段，各段S_j(j＝1,2,…,M)对应不同的背景谐波阻抗；谐波源负荷k在各段S_j的谐波贡献为：式中，N_j(j＝1,2,…,M)为分段S_j的采样点数目，u_pcc,k为谐波源负荷k的瞬时谐波贡献，k＝1表示第一谐波源负荷，k＝2表示第二谐波源负荷；步骤5：计算谐波源负荷的总谐波贡献谐波源负荷k的总谐波贡献为：式中，ω_j为各数据段的权重。