基于离散模型电能质量200ms有效值概率密度函数求解方法与流程

本发明涉及一种求解方法，尤其是涉及一种基于离散模型电能质量200ms有效值概率密度函数求解方法，它属于电力工程领域。

背景技术：

大规模空气污染事件的出现，要求我国不得加快新能源的接入速度，清洁能源虽具有抑制空气污染的效果，但由于其中的电力电子设备给电网带来一定的谐波污染。如果对谐波进行监测和有效分析成为亟待解决的问题。

现有的电能质量国标规定以有效值的方式来评价电能质量的优劣，但有效值数据无法为以瞬时值为基础的现代电力系统所利用。因此，有必要研究电能质量有效值和瞬时值之间的转化关系。

目前，在验证电能质量模型时有两种方法：一种是直接存储电能质量瞬时值数据，该方法具有精度高的优点，但代价高昂，不仅需要多台仪器精确对时；另一种是利用理论建模的方法，通过建立瞬时值模型的方法，来进行仿真分析和验证，该种方法具有概念准确和经济的优点，但都是基于模型可能会与实际出现出入。

公开日为2017年03月22日，公开号为106528329a的中国专利中，公开了一种名称为“电能质量主站数据异地备份存储系统及方法”的发明专利。该专利包含通过主干网络连接的电能质量主站和多个异地数据灾备中心；其中，电能质量主站包含多个通过电能质量主站网络连接的电能质量服务器，用于监测、计算并存储电能质量主站数据；每个异地数据灾备中心包含通过电路连接的异地备份服务器和存储设备，其中异地备份服务器接收并管理由电能质量服务器通过主干网络传输的电能质量主站数据，且由存储设备进行存储备份。虽然该专利采用虚拟化自动实时增量的数据传输方式，直接存储电能质量瞬时值数据；但是代价高昂，需要多台仪器精确对时，成本高，故其还是存在上述缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种简单实用，易于实现，有效利用现有利用率较低的3s有效值数据，实现挖掘电能质量数据的基于离散模型电能质量200ms有效值概率密度函数求解方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该基于离散模型电能质量200ms有效值概率密度函数求解方法，其特征在于：步骤如下：

1)根据实测的电能质量3s有效值数据，统计得出对应的原点矩值，对应的公式如下所示：

其中：n代表3s有效值数据的个数，x代表3s有效值，代表3s有效值的k阶原点矩；

2)列出3s有效值数据和200ms有效值数据的表达式：

3)假设n个3s有效值服从同一个分布，且相互独立，根据式(2)关系列出3s有效值数据和200ms有效值的各阶矩的关系，一阶矩的关系如式3所示：

x3s＝x200ms(3)

其中：x200ms代表200ms有效值的期望，x3s代表3s有效值的期望；

二阶原点矩的关系如式(4)所示：

其中：代表200ms有效值的二阶原点矩，代表3s有效值的二阶原点矩；

三阶原点矩的关系如式(5)所示：

大于3阶的原点矩关系根据式(2)求解得出，此处不再重复；

4)根据式(1)原点矩的定义列出关于200ms有效值的概率密度函数的方差：

根据步骤3)得出200ms有效值的n阶矩，假设200ms概率密度含有n+1个数据，定义200ms概率密度函数形式如下：

f200ms＝[p(1),p(2),…p(n),p(n+1)]；(6)

根据矩的定义以及概率密度函数的性质列出n+1个方程：

其中：x(i)为电能质量第i个数据，p(i)为x(i)的概率密度值；

求解式(7)对应的n+1个方程，即可得到200ms有效值对应的概率密度函数。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本求解方法简单实用，计算简化，易于实现，有效利用现有利用率较低的3s有效值数据，实现了对电能质量数据的有效挖掘；克服了现有利用瞬时值数据技术之不足，有效解决现有3s有效值数据利用不足的问题。

附图说明

图1是本发明实施例某一地点的电能质量3s有效值数据的示意图

图2是本发明实施例3s电能质量数据离散累积概率密度函数的示意图

图3是本发明实施例200ms值电能质量数据离散概率密度函数的示意图

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图3，基于离散模型的电能质量3s有效值概率密度函数求解方法，包括以下步骤：

1)准备一台具有存储有效值功能的电能质量分析仪，接入现有变电站的二次侧，完成数据存储工作；

2)把第一步的电能质量数据通过网线导出到pc中，对其中的3s有效值数据进行统计分析，得到对应的离散概率密度函数；

3)通过步骤2)的概率密度函数，统计得到3s有效值的从1到n+1阶原点矩；

4)列出3s有效值和200ms值之间的代数关系；

5)根据3s有效值和200ms值之间的代数关系以及3s各阶原点矩推导得出200ms值的n+1阶原点矩；

6)定义200ms值的概率密度函数，根据概率密度函数和各阶原点矩定义列出n+1阶方程，求解得出200ms值的概率密度函数。

本实施例中的电能质量分析仪采用具有存储功能便携式的电能质量分析仪。

基于离散模型电能质量200ms有效值概率密度函数求解方法，步骤如下：

1)根据实测的电能质量3s有效值数据，统计得出对应的原点矩值，对应的公式如下所示：

其中：n代表3s有效值数据的个数，x代表3s有效值，代表3s有效值的k阶原点矩；

2)列出3s有效值数据和200ms有效值数据的表达式：

3)假设n个3s有效值服从同一个分布，且相互独立，根据式(2)关系列出3s有效值数据和200ms有效值的各阶矩的关系，一阶矩的关系如式3所示：

x3s＝x200ms(3)

其中：x200ms代表200ms有效值的期望，x3s代表3s有效值的期望；

二阶原点矩的关系如式(4)所示：

其中：代表200ms有效值的二阶原点矩，代表3s有效值的二阶原点矩；

三阶原点矩的关系如式(5)所示：

大于3阶的原点矩关系根据式(2)求解得出，此处不再重复；

4)根据式(1)原点矩的定义列出关于200ms有效值的概率密度函数的方差：

根据步骤3)得出200ms有效值的n阶矩，假设200ms概率密度含有n+1个数据，定义200ms概率密度函数形式如下：

f200ms＝[p(1),p(2),…p(n),p(n+1)]；(6)

根据矩的定义以及概率密度函数的性质列出n+1个方程：

其中：x(i)为电能质量第i个数据，p(i)为x(i)的概率密度值；

求解式(7)对应的n+1个方程，即可得到200ms有效值对应的概率密度函数。

本实施例针对含有3s有效值的情况，提供一种能够分析得出200ms值概率密度函数，易于实现，计算简单，采用计算原点矩的定义，然后根据概率密度函数定义得出式(6)，并对式(6)进行引用，引用出式(7)，最后通过对式(7)进行计算，得出200ms值概率密度函数，完成对200ms值概率密度函数估计。

本实施例中的3s有效值数据和200ms有效值数据指的是幅值有效值平方的数据。

通过上述阐述，本领域的技术人员已能实施。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。