一种含分布式电源的配电网电能质量扰动检测方法与流程

本发明涉及电能质量，尤其是指一种含分布式电源的配电网电能质量扰动检测方法。

背景技术：

1、近年来，分布式电源快速发展，对缓解电力系统供应紧张、改善能源结构起到了重要作用，但同时也对传统电网的控制、优化提出了新的要求。在配电网与各种分布式电源相连接时，电网的运行模式会产生巨大的改变。电网会从单电源供电模式向多电源供电模式转变，同时，分布式供电的数量、位置、运营方案等都会对供电网络的损耗和节点电压产生重要的影响。目前，对电力系统配电网中的电能质量干扰源进行定位的方式准确率低，影响了配电网运行的稳定运行。

2、在现有技术cn108270239a中，公开了一种含分布式电源的配电网电能质量扰动源方向判定方法，包含以下几个步骤：采集扰动发生后检测点处的电流和电压，利用离散小波变换对电流和电压进行分解和重构，得到能够反映原始信号的低频分量和高频分量；再对电流和电压的高频分量部分进行功率运算，得到高频扰动下的功率；最后，对该功率进行积分，得到扰动能量，并根据扰动能量的正负来判定扰动源相对于检测点的位置，确定扰动方向，该方法虽然减少了扰动信号的其他干扰，提高了扰动方向判断的准确性，但不足之处在于，由于电能质量扰动检测的准确率较低，导致配电网运行的稳定性较差。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中，由于电能质量扰动检测的准确率较低，导致配电网运行的稳定性较差的问题，提供了一种含分布式电源的配电网电能质量扰动检测方法，通过电能质量检测装置实时采集电能质量信号，并通过每个检测点的电能质量信号计算得到扰动信号特征值，然后根据每个检测点的扰动方向信息和检测状态构建得到适应度分配函数，充分结合电能质量评估指标的分析方式以最大限度对电能质量信号进行检测，能够准确地判断出扰动源的位置信号，再根据扰动源的位置信号定位扰动源，得到扰动源的最终位置，有效地提高了电能质量扰动检测的准确率，进而提高了配电网运行的稳定性。

2、本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：

3、一种含分布式电源的配电网电能质量扰动检测方法，包括以下步骤：

4、s1、在含分布式电源的配电网各条线路的检测点处设置电能质量检测装置，并获取电能质量检测装置在各检测点处采集的电能质量信号，计算每个检测点的电能质量信号的扰动信号特征值；

5、s2、基于扰动信号特征值得到每个检测点的扰动方向信息，根据每个检测点的扰动方向信息确定每个检测点的检测状态；

6、s3、基于每个检测点的扰动方向信息和检测状态构建每个检测点的适应度分配函数；

7、s4、基于适应度分配函数计算每个检测点扰动结束后的扰动电能质量；

8、s5、构建含分布式电源的配电网线路的电能质量评估指标，基于每个检测点扰动结束后的扰动电能质量和电能质量评估指标进行检测，得到扰动源的位置。

9、在本方案中，在配电网各条线路的检测点设置电能质量检测装置，能够实时、准确地捕捉到电能质量信号，为后续的扰动源定位提供数据基础；对每个检测点的电能质量信号进行扰动信号特征值的计算，有助于识别和区分不同的电能质量扰动，为后续的扰动方向判断提供依据；通过电能质量检测装置实时采集电能质量信号，并通过每个检测点的电能质量信号计算得到扰动信号特征值，然后根据每个检测点的扰动方向信息和检测状态构建得到适应度分配函数，充分结合电能质量评估指标的分析方式以最大限度对电能质量信号进行检测，能够准确地判断出扰动源的位置信号，再根据扰动源的位置信号定位扰动源，得到扰动源的最终位置，有效地提高了电能质量扰动检测的准确率，进而提高了配电网运行的稳定性。

10、进一步地，所述s1中，所述计算每个检测点的电能质量信号的扰动信号特征值包括：

11、对每个检测点的电能质量信号进行处理，得到第一电能质量扰动信号集；

12、设定区分不同电能质量扰动信号的基准频带信号，根据基准频带信号对第一电能质量扰动信号集行处理，得到第二电能质量扰动信号集；

13、基于设定的扰动信号分解方式对第二电能质量扰动信号集进行计算，得到每个检测点的电能质量信号的扰动信号特征值。

14、在本方案中，通过处理每个检测点的电能质量信号，可以得到更准确的第一电能质量扰动信号集，有助于减少误差，提高结果的准确性；通过设定区分不同电能质量扰动信号的基准频带信号，可以对第一电能质量扰动信号集进行更有效的处理，得到第二电能质量扰动信号集，有助于增强不同扰动信号之间的区分度；基于设定的扰动信号分解方式对第二电能质量扰动信号集进行计算，可以得到每个检测点的电能质量信号的扰动信号特征值，这有助于提取出电能质量扰动信号的独特特征。

15、进一步地，所述基于设定的扰动信号分解方式对第二电能质量扰动信号集进行计算，得到每个检测点的电能质量信号的扰动信号特征值包括：

16、基于设定的扰动信号分解方式对第二电能质量扰动信号集进行处理，得到若干扰动信号节点；计算每个扰动信号节点的扰动能量值，并将计算得到的每个扰动信号节点的扰动能量值作为每个扰动信号节点的扰动信号特征值。

17、在本方案中，通过设定扰动信号分解方式，将复杂的电能质量扰动信号集分解为若干个的扰动信号节点，使得信号处理更加高效，同时，通过对每个扰动信号节点的扰动能量值进行计算，可以得到每个节点的特征值，这些特征值可以反映该节点的扰动程度和性质，为后续的电能质量分析提供准确的数据支持。

18、进一步地，所述计算每个扰动信号节点的扰动能量值e(i)的数学表达式为：

19、

20、式中，di(k)表示第i个节点上第k个扰动信号分解系数，n表示总扰动信号节点数。

21、在本方案中，不同的扰动信号节点可能具有不同的扰动能量值，有助于区分不同类型的电能质量扰动，可以定量地评估该节点的扰动程度，从而为电能质量的分析和评估提供更准确的数据。

22、进一步地，所述s2包括：

23、s21、从每个检测点的电能质量信号的扰动信号特征值中提取每个检测点的扰动方向信息；

24、s22、对每个检测点的扰动方向信息进行编码，得到每个检测点的扰动方向信息的编码结果，其中，编码内容包括若检测点的扰动方向为正向扰动时，则将此检测点的扰动方向编码为1，若检测点的扰动方向为反向扰动时，则将此检测点的将扰动方向编码为0；

25、s23、根据编码结果确定每个检测点的检测状态，所述确定每个检测点的检测状态包括若检测点的扰动方向为正向扰动时，则将此检测点的检测状态表示为1，若检测点的扰动方向为反向扰动时，则将此检测点的检测状态表示为0。

26、在本方案中，通过提取每个检测点的电能质量信号的扰动信号特征值，可以明确每个检测点的扰动方向，有助于对电能质量问题进行准确诊断，为后续的电能质量评估和扰动源定位提供关键信息；通过对每个检测点的扰动方向信息进行编码，将正向扰动编码为1，反向扰动编码为0，简化了编码过程，使得数据的处理更为简便；通过将检测点的扰动方向编码结果用于确定每个检测点的检测状态，使得检测状态的表达更加直观和清晰，有助于提高后续电能质量评估和扰动源定位的准确性。

27、进一步地，所述s3中，所述适应度分配函数的数学表达式为：

28、

29、式中，s表示线路运行状态向量，ak(s)表示第k个检测点的适应度分配函数，j表示线路的数量，q表示预设整数值，取值为1，n表示检测点的数量，rk表示第k个检测点的检测状态，ak表示第k个检测点的扰动权值。

30、在本方案中，通过构建适应度分配函数，可以对不同的检测点进行不同的扰动权重分配，从而体现出线路运行状态与检测点扰动方位信号之间的关系。

31、进一步地，所述s4中，所述每个检测点扰动结束后的扰动电能质量的数学表达式为：

32、式中，wdk表示第k个检测点在扰动完成后的扰动电能质量。

33、在本方案中，通过提供每个检测点扰动结束后的扰动电能质量的数学表达式，明确了扰动电能质量的计算方式，有助于准确评估每个检测点的电能质量。

34、进一步地，所述s5中，所述基于每个检测点扰动结束后的扰动电能质量和电能质量评估指标进行检测，得到扰动源的位置包括：

35、根据每个检测点扰动结束后的扰动电能质量和电能质量评估指标对电能质量信号进行判断，得到扰动源的位置信号；

36、通过遗传算法对扰动源的位置信号进行初始定位，得到初始定位信息，分析初始定位信息是否处于检测盲点，若处于检测盲点，则进行扩展定位，得到最终的扰动源的位置。

37、在本方案中，通过分析每个检测点扰动结束后的电能质量和电能质量评估指标，可以准确地判断出扰动源的位置信号；通过遗传算法对扰动源的位置信号进行初始定位，可以快速缩小扰动源的搜索范围，提高定位效率，如果初始定位信息处于检测盲点，则通过扩展定位，可以进一步缩小扰动源的搜索范围，克服检测盲点，提高定位精度。

38、进一步地，所述s5中，所述电能质量评估指标包括频率偏差指标，所述频率偏差指标δf的数学表达式为：

39、δf＝|f-f0|；

40、式中，f表示分布式电源并网时配电网的实际频率，f0表示配电网的额定频率。

41、在本方案中，频率偏差指标可以反映分布式电源并网时配电网的实际频率与额定频率之间的差异，通过检测和分析频率偏差，可以了解分布式电源对配电网的干扰程度。

42、进一步地，所述s5中，所述电能质量评估指标还包括电压偏差指标，所述电压偏差指标的数学表达式为：

43、

44、式中，u表示分布式电源并网时配电网的实际电压，un表示配电网的额定电压。

45、在本方案中，通过测量和分析电压偏差指标，可以更准确地评估电能的质量，电压偏差指标可以帮助发现配电网中存在的电压波动或异常。

46、本发明的有益效果是：在配电网各条线路的检测点设置电能质量检测装置，能够实时、准确地捕捉到电能质量信号，为后续的扰动源定位提供数据基础；对每个检测点的电能质量信号进行扰动信号特征值的计算，有助于识别和区分不同的电能质量扰动，为后续的扰动方向判断提供依据；通过电能质量检测装置实时采集电能质量信号，并通过每个检测点的电能质量信号计算得到扰动信号特征值，然后根据每个检测点的扰动方向信息和检测状态构建得到适应度分配函数，充分结合电能质量评估指标的分析方式以最大限度对电能质量信号进行检测，能够准确地判断出扰动源的位置信号，再根据扰动源的位置信号定位扰动源，得到扰动源的最终位置，有效地提高了电能质量扰动检测的准确率，进而提高了配电网运行的稳定性。通过分析每个检测点扰动结束后的电能质量和电能质量评估指标，可以准确地判断出扰动源的位置信号；通过遗传算法对扰动源的位置信号进行初始定位，可以快速缩小扰动源的搜索范围，提高定位效率，如果初始定位信息处于检测盲点，则通过扩展定位，可以进一步缩小扰动源的搜索范围，克服检测盲点，提高定位精度。