一種用于配電網(wǎng)單點監(jiān)測的諧波電壓責(zé)任計算告警方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于配電網(wǎng)單點監(jiān)測的諧波電壓責(zé)任計算告警方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代電力電子技術(shù)發(fā)展迅速，大量非線性負(fù)載，如整流裝置、電弧爐、變頻裝置等 在電力系統(tǒng)中得到了廣泛地使用，諧波污染變得日益嚴(yán)重。為了有效治理諧波問題，提高電 能質(zhì)量，需要分析確定電力系統(tǒng)中的諧波分布，尋找到諧波污染的源頭，并且合理區(qū)分各諧 波源引發(fā)的諧波污染責(zé)任。
[0003] 目前，基于單點監(jiān)測的諧波源識別與責(zé)任劃分的研究歸結(jié)于如何計算系統(tǒng)的諧波 阻抗與背景諧波，主要包括"干預(yù)式"方法和"非干預(yù)式"方法。"干預(yù)式"方法需要向電網(wǎng) 中注入諧波電流或改變系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來確定諧波阻抗，但這種方法會對系統(tǒng)的運行造成 不良的影響，在工程實際中有必要的限制。"非干預(yù)式"方法則是利用公共連接點PCC處的 量測參數(shù)來估計諧波阻抗和背景諧波，該類方法對系統(tǒng)的運行不構(gòu)成影響，成為目前諧波 源定位和責(zé)任劃分研究的一個重要方向。
[0004] 近年來，線性回歸法成為常用的"非干預(yù)式"方法，針對具體問題，依據(jù)等值電路構(gòu) 造相應(yīng)的線性回歸方程進(jìn)行求解。常見的線性回歸法有：二元線性回歸方法、穩(wěn)健回歸法、 偏最小二乘回歸法、復(fù)線性最小二乘法。無論是哪種回歸算法，都是基于監(jiān)測點的諧波數(shù) 據(jù)，實際工程中，一般可量測得到諧波電壓與電流的幅值，但而無法獲取相角信息，如何僅 僅利用幅值來確定諧波責(zé)任是工程中比較關(guān)注的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提出一種用于配電網(wǎng)單點監(jiān)測的諧波電壓責(zé)任 計算告警方法，利用監(jiān)測點的諧波電壓與電流的幅值數(shù)據(jù)進(jìn)行諧波電壓責(zé)任量化，并給出 諧波電壓責(zé)任的閥值，便于專業(yè)人員開展后期針對性治理。
[0006] 解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0007] -種用于配電網(wǎng)單點監(jiān)測的諧波電壓責(zé)任計算告警方法，其特征是包括下述步 驟：
[0008] 1)獲取監(jiān)測點基本電能參數(shù)：包括母線標(biāo)稱電壓Un、饋線客戶報裝協(xié)議容量 母線總?cè)萘縎 ;
[0009] 2)采集監(jiān)測點的諧波數(shù)據(jù)：包括諧波電壓與諧波電流數(shù)據(jù)；
[0010] 3)數(shù)據(jù)篩選：對所述步驟2)采集的諧波數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，形成滿足要求的樣本數(shù)據(jù) 組；
[0011] 4)諧波電壓責(zé)任計算：基于所述步驟3)中的樣本數(shù)據(jù)組，形成諧波電壓與諧波電 流的線性方程，通過最小二乘線性回歸方法求解出回歸參數(shù)，確定諧波電壓責(zé)任；
[0012] 5)閥值確定及告警：對所述步驟1)中的基本電能參數(shù)進(jìn)行計算，確定諧波電壓責(zé) 任的告警閥值，將閥值與步驟4)中求得的值比較，給出相應(yīng)等級的告警。
[0013] 本發(fā)明步驟1)中，獲取監(jiān)測點基本電能參數(shù)的具體流程為：
[0014] 根據(jù)監(jiān)測點的實際情況，確定饋線接入的母線標(biāo)稱電壓和母線所接負(fù)荷的總?cè)?量，基于下級負(fù)荷的用戶情況確定其用電的報裝協(xié)議容量
[0015] 本發(fā)明步驟2)中，采集監(jiān)測點的諧波數(shù)據(jù)的具體流程為：
[0016] 采集監(jiān)測點一段時間內(nèi)的諧波電壓幅值與諧波電流幅值數(shù)據(jù)，將相同時間點的數(shù) 據(jù)兩兩配對，形成多組數(shù)據(jù)對；數(shù)據(jù)組形式如下：
[0017]
[0018] 式中，Uh表示諧波電壓幅值，I h表示諧波電流幅值，m表示采集到的數(shù)據(jù)組數(shù)。
[0019] 本發(fā)明步驟3)中，數(shù)據(jù)篩選的具體流程為：
[0020] 基于步驟2)中采集的數(shù)據(jù)組，對其按下式處理：
[0021]
[0022]
[0023] 式中，μ為諧波電流幅值的均值，α 2是諧波電流幅值的方差；
[0024] 對于滿足下式的第k組電流，保留該組電壓和電流數(shù)據(jù)為樣本數(shù)據(jù)組；
[0025]
[0026] 式中，α為樣本系數(shù)。
[0027] 本發(fā)明步驟4)中，諧波電壓責(zé)任計算的具體流程為：
[0028] 4-1)基于所述步驟3)中篩選出的η組樣本數(shù)據(jù)，代入下式：
[0029] Uh= A · I h+B ;
[0030] 4-2)通過下式求解出A和B :
[0031]
[0032]
[0033]
[0034] 4-3)饋線諧波電壓責(zé)任計算公式如下：
[0035]
[0036] 本發(fā)明步驟5)中，閥值確定及告警的具體流程為：
[0037] 5-1)基于所述步驟1)中的電能參數(shù)進(jìn)行計算，確定諧波電壓責(zé)任的告警閥值：
[0038]
[0039]
[0040] 式中，a為相位疊加系數(shù)，按下表取值；k為閥值系數(shù)，如下取值：
[0041] 當(dāng)h取值分別為3、5、7、11、13和9|>13|偶次時，
[0042] a的取值分別為--相對應(yīng)的：L 2、L 2、L 4、L 8、L 9和2 ;
[0043]
[0044]
[0045] 5-2)將閥值與步驟4)中求得的值比較，給出相應(yīng)等級的告警；
[0046]
[0047] 有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0048] 本發(fā)明有利于實際工程的應(yīng)用，根據(jù)本發(fā)明所提出的諧波電壓責(zé)任計算方法，可 快速準(zhǔn)確地確定饋線的諧波電壓責(zé)任，通過閥值可判定饋線的諧波電壓責(zé)任是否超標(biāo)，對 于諧波超標(biāo)程度不同的饋線采取相應(yīng)的措施。
【附圖說明】
[0049] 圖1為本發(fā)明的流程圖；
[0050] 圖2為實例中電能質(zhì)量監(jiān)測點位置。
【具體實施方式】
[0051] 下面結(jié)合圖1，以一個實例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。
[0052] 步驟1):獲取監(jiān)測點基本電能參數(shù)，包括母線標(biāo)稱電壓Un，饋線客戶報裝協(xié)議容量 母線的總?cè)萘縎。
[0053] Un= IOkV
[0054] S = 50MVA
[0055] S1= 18600kVA ；
[0056] 步驟2):采集監(jiān)測點的諧波數(shù)據(jù)，采集電能質(zhì)量監(jiān)測點的諧波電壓與諧波電流數(shù) 據(jù)，監(jiān)測點位置如圖2。
[0057] 下表為某個時間段內(nèi)采集到的5次諧波電壓與諧波電流數(shù)據(jù)。
[0058]
[0059]
[0060] ；
[0061] 步驟3):數(shù)據(jù)篩選，對所述步驟2)采集的諧波數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，形成滿足要求的樣 本數(shù)據(jù)組。
[0062]
[0063]
[0064] 取樣本系數(shù)α = 〇. 8,篩選出的樣本數(shù)據(jù)組如下表。
[0065]
[0066] 步驟4):諧波電壓責(zé)任計算，基于所述步驟3)中的樣本數(shù)據(jù)組，形成諧波電壓與 諧波電流的線性方程，通過最小二乘線性回歸方法求解出回歸參數(shù)，確定諧波電壓責(zé)任。
[0067] 求解結(jié)果如下：
[0068] A = 2. 6358
[0069] B = 27. 3649 ；
[0070] 對應(yīng)的諧波電壓責(zé)任如下表：
[0071]
υ?Ν 丄 丄 cuiii J υ/υ x
[0072]
[0073] 步驟5):閥值確定及告警，對所述步驟I)中的電能參數(shù)進(jìn)行計算，確定諧波電壓 責(zé)任的告警閥值，將閥值與步驟4)中求得的值比較，給出相應(yīng)等級的告警。
[0074]
[0075] T2= kT != 1. 7X0. 44 = 0. 75
[0076] 通過比較閥值，可得出1~14號數(shù)據(jù)在正常范圍內(nèi)，15~20號數(shù)據(jù)做出一級告 警。
【主權(quán)項】
1. 一種用于配電網(wǎng)單點監(jiān)測的諧波電壓責(zé)任計算告警方法，其特征在于包括以下步 驟： 1) 獲取監(jiān)測點基本電能參數(shù)：包括母線標(biāo)稱電壓Un、饋線客戶報裝協(xié)議容量S1及母線 的總?cè)萘縎; 2) 采集監(jiān)測點的諧波數(shù)據(jù)：包括諧波電壓與諧波電流數(shù)據(jù)； 3)數(shù)據(jù)篩選：對所述步驟2)采集的諧波數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，形成滿足要求的樣本數(shù)據(jù)組； 4)諧波電壓責(zé)任計算：基于所述步驟3)中的樣本數(shù)據(jù)組，形成諧波電壓與諧波電流的 線性方程，通過最小二乘線性回歸方法求解出回歸參數(shù)，確定諧波電壓責(zé)任； 5)閥值確定及告警：對所述步驟1)中的電能參數(shù)進(jìn)行計算，確定諧波電壓責(zé)任的告警 閥值，將閥值與步驟4)中求得的值比較，給出相應(yīng)等級的告警。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于配電網(wǎng)單點監(jiān)測的諧波電壓責(zé)任計算告警方法，其特征 在于，所述步驟1)中，獲取監(jiān)測點基本電能參數(shù)的具體流程為： 根據(jù)所述監(jiān)測點的實際情況，確定饋線接入的母線標(biāo)稱電壓和母線所接負(fù)荷的總?cè)?量，基于下級負(fù)荷的用戶情況確定其用電的報裝協(xié)議容量。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于配電網(wǎng)單點監(jiān)測的諧波電壓責(zé)任計算告警方法，其特征 在于，所述步驟2)中，采集監(jiān)測點的諧波數(shù)據(jù)的具體流程為： 采集監(jiān)測點一段時間內(nèi)的諧波電壓幅值與諧波電流幅值數(shù)據(jù)，將相同時間點的數(shù)據(jù)兩 兩配對，形成多組數(shù)據(jù)對，數(shù)據(jù)組形式如下：式中，Uh表示諧波電壓幅值，Ih表示諧波電流幅值，m表示采集到的數(shù)據(jù)組數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于配電網(wǎng)單點監(jiān)測的諧波電壓責(zé)任計算告警方法，其特征 在于，所述步驟3)中，數(shù)據(jù)篩選的具體流程為： 基于步驟2)中采集的數(shù)據(jù)組，對其按下式處理：式中，y為諧波電流幅值的均值，a2是諧波電流幅值的方差； 對于滿足下式的第k組電流，保留該組電壓和電流數(shù)據(jù)為樣本數(shù)據(jù)組；式中，a為奈爾系數(shù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于配電網(wǎng)單點監(jiān)測的諧波電壓責(zé)任計算告警方法，其特征 在于，所述步驟4)中，諧波電壓責(zé)任計算的具體流程為： 4-1)基于所述步驟3)中篩選出的n組樣本數(shù)據(jù)，代入下式： Uh=A?Ih+B 4- 2)通過下式求解出A和B:6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于配電網(wǎng)單點監(jiān)測的諧波電壓責(zé)任計算告警方法，其特征 在于，所述步驟5)中，閥值確定及告警的具體流程為： 5- 1)基于所述步驟1)中的電能參數(shù)進(jìn)行計算，確定諧波電壓責(zé)任的告警閥值：
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于配電網(wǎng)單點監(jiān)測的諧波電壓責(zé)任計算告警方法，包括以下步驟：1)獲取監(jiān)測點基本電能參數(shù)；2)采集監(jiān)測點的諧波數(shù)據(jù)；3)數(shù)據(jù)篩選；4)諧波電壓責(zé)任計算；5)閥值確定及告警。本發(fā)明方法通過分析監(jiān)測點的諧波數(shù)據(jù)確定負(fù)荷側(cè)的諧波電壓責(zé)任，并給出告警閥值，有利于對關(guān)注饋線的諧波污染進(jìn)行量化，區(qū)分系統(tǒng)側(cè)與用戶側(cè)的諧波污染責(zé)任，從而便于專業(yè)人員開展針對性治理，提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
【IPC分類】G01R23/16, G01R19/00
【公開號】CN105137177
【申請?zhí)枴緾N201510496596
【發(fā)明人】謝偉倫, 李春華, 薛峰, 李海濤, 謝培成, 黃志威, 李世亨, 謝建容, 王傳旭, 林伯琴, 胡秋蘭, 陳蔚茹
【申請人】廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月13日