一种三相不平衡扰动源定位的负序阻抗参数估算方法
【专利摘要】本发明涉及一种三相不平衡扰动源定位的负序阻抗参数估算方法，所述方法包括(1)采集测量数据；(2)建立多时刻KVL方程；(3)基于三点法选择系统侧不变的采样数据；(4)基于负荷波动率选择负荷侧有波动的采样数据；(5)建立目标函数求解系统负序等值阻抗参数。本发明基于PCC多时刻电压、电流采样数据，通过求解多时刻KVL方程估算负序阻抗，不需要同步采样数据，不受系统频率变化的影响，与需要同步采样数据的方法相比，采样数据过程更灵活简便；基于“三点法”可有效选择出负荷侧波动而系统侧不变的数据；基于负荷波动率的方法提取出负荷波动时的数据，可有效滤除噪声，避免暂态的影响，减小估算误差。
【专利说明】一种三相不平衡扰动源定位的负序阻抗参数估算方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种负序阻抗参数估算方法，具体讲涉及一种三相不平衡扰动源定位 的负序阻抗参数估算方法。
【背景技术】
[0002] 供电系统公共连接点（PCC)的电能质量问题，是供用电双方共同作用的结果，并 且用电方还包含若干未知的负荷。当PCC的电能质量超过标准规定的限值时，很难分清电 力公司与用户设备对PCC处劣质电能各自应承担的责任。为了解决这一问题，国内外开展 了大量关于电能质量扰动源定位、电能质量责任评定等方面的研究，尤其对谐波源定位问 题开展了大量深入的研究，而对三相不平衡扰动源的定位研究则相对较少。近年来，有专 家和学者针对三相不平衡扰动源的定位问题也开展了研究，所提出的定位方法大多需要基 于系统序分量的戴维南等值或诺顿等值电路的分析。因此，负序阻抗的估算问题成了三相 不平衡扰动源定位的关键。而已有的阻抗估计方法大多针对谐波源，是在假设系统三相对 称的情况下开展分析和研究的，并且所提出的方法在实际应用中往往会受到采样数据不同 步、系统频率变化等问题的影响。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的不足，本发明提出的一种三相不平衡扰动源定位的负序阻抗参数 估算方法，基于PCC多时刻电压、电流采样数据，通过求解多时刻KVL方程估算供电系统负 序阻抗，通过测量负荷节点的电压和电流数据，即可将电路参数Rs2和Xs2求出。一般 地，通过两次测量即可得到4个方程，将未知参数求出，但要求使用同步测量装置，使得t2时刻的时间基准相同（即δ1=δ2)，因为系统频率的持续变化，但是在实际电力系统中 较难满足。为解决这一问题，本发明提出增加多个时刻的KVL方程，通过η次测量所获得的 2η个方程，来估算系统侧的参数、Rs2和Xs2
[0004] 该方法从多个时刻的采样数据中筛选出系统侧参数不变但是负荷侧的功率有一 定波动幅度的数据，基于此进行戴维南等值参数的估算，不需要同步采样窗数据，因此不受 系统频率变化的影响。该方法设系统侧的等值参数不变，因此应对采样数据进行选择，选择 出系统侧不变而负荷侧有波动的数据。
[0005] 本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
[0006] -种三相不平衡扰动源定位的负序阻抗参数估算方法，其改进之处在于，所述方 法包括
[0007] (1)采集测量数据；
[0008] (2)建立多时刻KVL方程；
[0009] (3)基于三点法选择系统侧不变的采样数据；
[0010] (4)基于负荷波动率选择负荷侧有波动的采样数据；
[0011] (5)建立目标函数求解系统负序等值阻抗参数。
[0012] 优选的，所述步骤（1)包括对一个测量周期内数据进行采集，得到η个时刻的采样 数据，其包括电压、电流有功功率Ptl和无功功率Qtl。
[0013] 优选的，所述步骤（2)包括根据KVL，得到ti时刻回路的电压方程为
[0014]
【权利要求】
1. 一种三相不平衡扰动源定位的负序阻抗参数估算方法，其特征在于，所述方法包括 (1) 采集测量数据； (2) 建立多时刻KVL方程； (3) 基于三点法选择系统侧不变的采样数据； (4) 基于负荷波动率选择负荷侧有波动的采样数据； (5) 建立目标函数求解系统负序等值阻抗参数。
2. 如权利要求1所述的一种三相不平衡扰动源定位的负序阻抗参数估算方法，其特征 在于，所述步骤（1)包括对一个测量周期内数据进行采集，得到η个时刻的采样数据，其包 括电压Cj、电流i、有功功率Ptl和无功功率Q〇。
3. 如权利要求1所述的一种三相不平衡扰动源定位的负序阻抗参数估算方法，其特征 在于，所述步骤⑵仞栝枏掘KVL,得刹t,时刻冋路的电压方趕为
其中，￡S2z?为供电系统的等值负序电压源，rs2+xs2为供电系统等值负序阻抗， 和4^0为P点测得的电压和电流，i= 1，. . .，n，用于区分不同的测量时刻。
4. 如权利要求3所述的一种三相不平衡扰动源定位的负序阻抗参数估算方法，其特征 在于，将公式（1)中实部和虚部展开，得
5. 如权利要求1所述的一种三相不平衡扰动源定位的负序阻抗参数估算方法，其特征 在于，所述步骤（3)包括 (3. 1)对&时刻回路的电压方程实部和虚部取平方相加后得 eIi = (RS1x4,+uTi cos ψ. J-(xs:XL； ^Utisinp.J' (3. 2)随机抽取一个测量周期内三个时刻的测量数据为一 组，带入步骤（3. 1)中方程，联立并将变量Es2和Xs2消去，得到 /I X (1十M:) X + (ff + 2i4AW - DM) X + (C +一DiV - ￡) = 0,其中，A、B、C、 D、E、F、M、N均为已知电压鳥;和电流Iit的函数； (3. 3)对步骤（3. 2)中方程进行判断，该方程对于一个测量周期内的η个时刻的采样数 据均有实数解，则继续步骤（4)，△为负值则舍去该测量周期内数据，并返回步骤（1)。
6. 如权利要求1所述的一种三相不平衡扰动源定位的负序阻抗参数估算方法，其特征 在于，所述步骤（4)包括根据公
筛选数 据，输入数据多于两次测量值，波动指标为测量时间段内的最小加权和；存在两组相邻数据 带入公式内计算的结果低于负荷波动指标则舍去测量数据，并返回步骤（1);其中，&^2表 示两个时间相邻点的数据点。
7.如权利要求1所述的一种三相不平衡扰动源定位的负序阻抗参数估算方法，其特征 在于，所述步骤（5)建立估计方程
其中，i=I，. . .，n，和^义·为估计误差，将筛选出的测量周期内的n个时刻的采样 数据带入方程； 求解目标函数
使得次估计值的总误差最小，其中，==通过高斯-牛顿迭代法求出系 统侧的参数l、Rs2和Xs2。
【文档编号】G01R27/02GK104316768SQ201410590042
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】刘颖英, 王同勋, 渠通, 孙媛媛, 李培鑫 申请人:国家电网公司, 国网智能电网研究院, 山东大学