一种分布式光伏发电集群并网系统的谐振检测方法与流程

技术特征：

1.一种分布式光伏发电集群并网系统的谐振检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)小波变换检测突变点，选择db10作为小波基，原始谐振信号作为小波变换的输入，利用小波变换检测出包含突变点频带范围，确定谐振信号的频带范围；

2)采用希尔伯特黄变换方法分析含有突变现象的离散高频信号d_j+1(n)，得到各次谐波的瞬时频率和瞬时幅值；

3)希尔伯特黄变换验证。

2.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电集群并网系统的谐振检测方法，其特征在于，步骤1)包括：

对谐振电流信号进行j+1层db10小波分解，将原始信号分解为离散高频信号和离散低频信号，观察小波变换得到的高频信号是否含有突变点，提取包含突变点的高频信号；

设i(t)为待分析的原始信号，i(n)为对原始信号采样得到的离散序列，对i(n)进行小波分解，得到离散低频信号a_j+1(n)和离散高频信号d_j+1(n)的计算公式如下：

$a_{j+1}\left(n\right)=\underset{k\∈Z}{\Σ}{a}_j\left(k\right)h(k-2n)---\left(1\right)$

$d_{j+1}\left(n\right)=\underset{k\∈Z}{\Σ}{a}_j\left(k\right)g(k-2n)---\left(2\right)$

其中h(k-2n)＝<φ_j+1,n,φ_j,n>，g(k-2n)＝<ψ_j+1,n,ψ_j,n>，j代表分解层数，h和g分别为所选定的小波基以及尺度函数所生成的低通以及高通滤波器，当选定小波基之后，h和g也就确定下来，初始信号a₀(n)就是采样序列i(n)；

尺度函数φ、小波基函数ψ和低通滤波器h、高通滤波器g之间存在如下的二尺度方程：

$\mathrm{\&phi;}\left(t\right)=\sqrt{2}\underset{k\&Element;Z}{\&Sigma;}h\left(k\right)\mathrm{\&phi;}(2t-k)---\left(3\right)$

$\mathrm{\&psi;}\left(t\right)=\sqrt{2}\underset{k\&Element;Z}{\&Sigma;}g\left(k\right)\mathrm{\&phi;}(2t-k)---\left(4\right)$

当选用平滑函数h(t)的一阶导数作为小波函数时，h(t)的伸缩函数小波基函数则待分析的原始信号i(t)的小波变换如下式：

$W_{a}i\left(t\right)=i{\left(t\right)}^{*}{\mathrm{\&psi;}}_a\left(t\right)=a\frac{d}{dt}\left(i{\left(t\right)}^{*}{h}_a\right(t\left)\right)---\left(5\right)$

其中，h_a(t)为函数h(t)的伸缩函数，a为尺度，φ为尺度函数，ψ为小波基函数，h为低通滤波器，g为高通滤波器，Z为整数，W_ai(t)为i(t)在尺度a下的小波变换，可知，小波变换的突变点检测的依据如下：小波变换W_ai(t)表示成信号i(t)在尺度a下被h_a(t)平滑后的一阶导数，对于某一特定的尺度a,i(t)的突变点对应着W_ai(t)的局部极值点。

3.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电集群并网系统的谐振检测方法，其特征在于，步骤2)包括：

(1)对高频信号d_j+1进行经验模态分解，得到有限个固有模态函数c_i和一个趋势项r，其中，i为变量，根据高频信号d_j+1的局部极大值和局部极小值求出高频信号d_j+1的上包络v₁₀(t)及下包络v₂₀(t)之平均值如下：

$m_{11}=\frac{1}{2}\&lsqb;v_{10}\left(t\right)+v_{20}\left(t\right)\&rsqb;---\left(6\right)$

高频信号d_j+1与平均值m₁₁的差即为第一次筛选的数据h₁₁：

h₁₁＝d_j+1-m₁₁ (7)

若数据h₁₁不是固有模态函数，将h₁₁视为新的d_j+1，重复式(7)p次：

h_1p＝h_1(p-1)-m_1p (8)

式中h_1p为第p次筛选所得数据；h_1(p-1)为第p-1次筛选所得数据；m_1p为h_1(p-1)上包络v_1(p-1)(t)和下包络v_2(p-1)(t)的平均值；利用标准差(SD)的值判断每次筛选结果是否为固有模态函数：

$S_D=\underset{t=0}{\overset{r}{\&Sigma;}}\left|\frac{|h_{1(p-1)}\left(t\right)-h_{1p}\left(t\right){|}^2}{{h_{1(p-1)}}^2\left(t\right)}\right|---\left(9\right)$

取标准差的值为0.2～0.3，当h_1p满足标准差的值时，则令

c₁＝h_1p (10)

c₁视为一个固有模态函数，作

r＝d_j+1-c₁ (11)

视r为新的d_j+1，重复以上过程，依次得到第二个固有模态函数c₂，第三个固有模态函数c₃…，直到d_j+1呈现单调减少趋势即停止，于是高频信号表示为：

$d_{j+1}=\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}{c}_i+r---\left(12\right)$

(2)对固有模态函数c_i进行希尔伯特变换变换，得到各次谐波的瞬时频率和瞬时幅值，包括：

对每个固有模态函数c_i，作希尔伯特变换得到：

${\stackrel{\mathrm{\&Lambda;}}{c}}_i=\frac{1}{\mathrm{\&pi;}}\underset{-\mathrm{\&infin;}}{\overset{+\mathrm{\&infin;}}{\&Integral;}}\frac{c_i\left(\mathrm{\&tau;}\right)}{t-\mathrm{\&tau;}}d\mathrm{\&tau;}---\left(13\right)$

得到谐波的瞬时幅值：

$a\left(t\right)={\&lsqb;{c_i}^2+{{\stackrel{\mathrm{\&Lambda;}}{c}}_i}^2\&rsqb;}^{\frac{1}{2}}---\left(14\right)$

和谐波的相位：

$\mathrm{\&theta;}\left(t\right)=arctan\frac{{\stackrel{\mathrm{\&Lambda;}}{c}}_i}{c_i}---\left(15\right)$

以及谐波的瞬时频率：

$f\left(t\right)=\frac{1}{2\mathrm{\&pi;}}\frac{d\mathrm{\&theta;}\left(t\right)}{dt}---\left(16\right)$

4.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电集群并网系统的谐振检测方法，其特征在于，步骤3)包括：观察希尔伯特黄变换分析的结果，逐个周期观察高频信号d_j+1

的频带范围内的各次谐波，幅值正增长而非负增长的谐波频率即谐振频率。