一种谐波污染分区方法

1.本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种谐波污染分区方法。


背景技术：

2.近年来，电能质量在线监测系统已成为我国建设范围最为广、谐波测量最为全的电力系统管理分析平台，已实现全国省市级电网公司全覆盖，该系统提供了海量的谐波污染监测数据，为通过数据驱动手段治理谐波污染问题提供了基础和有利条件。随着新能源发电方式多样化和大量电力电子负荷的接入，电网中谐波污染问题趋于复杂化、多样化，使得谐波源位置追溯更加困难。现有的谐波污染治理方法主要依靠人工经验分析和电网机理建模，存在谐波污染分区精度不高的问题。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种谐波污染分区方法解决了现有谐波污染治理方法存在谐波污染分区精度不高的问题。
4.为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种谐波污染分区方法，包括以下步骤：s1、采集配电网各节点的谐波电压数据，并对谐波电压数据进行填充，得到谐波电压序列；s2、根据谐波电压序列，计算配电网两节点间的关联度矩阵；s3、根据配电网两节点间的关联度矩阵，计算平均值和节点数期望值；s4、根据平均值和节点数期望值，对谐波污染进行分区，并计算谐波污染分区评价值，得到最佳谐波污染分区结果。
5.进一步地，所述步骤s1中对谐波电压数据进行填充的方法为：根据采样时间去查找谐波电压数据中的丢失点，取丢失点左右相邻采样时间点的谐波电压值的平均值作为丢失点的谐波电压值。
6.进一步地，所述步骤s1中进行填充的公式为：其中，为第个采样时间点填充的谐波电压值，为第个采样时间点的谐波电压值，为第个采样时间点的谐波电压值。
7.进一步地，所述步骤s2中计算配电网两节点间的关联度矩阵的公式为：进一步地，所述步骤s2中计算配电网两节点间的关联度矩阵的公式为：其中，为配电网两节点间的关联度矩阵，为第个节点的谐波电压序
列，为第个节点的谐波电压序列，为第个节点与第个节点间的距离，为配电网中节点的数量，为二范数运算。
8.进一步地，所述步骤s3中计算平均值的公式为：进一步地，所述步骤s3中计算平均值的公式为：其中，为将配电网两节点间的关联度矩阵的每一行元素升序排列，为升序排列后的矩阵，为升序排列后的矩阵中第行第列的元素，为第列所有元素的平均值，为配电网中节点的数量。
9.上述进一步方案的有益效果为：升序排列之后使得所有距离从小到大排列，从而使得计算后的平均值也从小到大排列，在平均值排列后，再以每个平均值领域中去找节点数量，使得计算的节点数量期望随平均值的变化规律而变化，在后续迭代过程中，平均值和节点数量期望从小范围逐步扩展到大范围的进行节点搜索，避免节点遗漏。
10.进一步地，所述步骤s3中计算节点数期望的公式为：其中，为第个节点以平均值为半径的邻域中节点数量，为配电网中节点的数量，为节点数期望。
11.进一步地，所述步骤s4包括以下分步骤：s41、令=1；s42、从配电网中选取一节点，作为参考节点；s43、判断将参考节点作为中心，以平均值为半径的圆内是否存在不少于节点数期望的节点，若是，则该参考节点和其邻域内节点为一个谐波污染分区，并跳转至步骤s44，若否，则该参考点为噪声点，并跳转至步骤s44；s44、从配电网中选取下一节点，作为参考节点，并跳转至步骤s43，直到配电网中所有节点遍历完；s45、自加1，并跳转至步骤s42，直到所有平均值和节点数期望遍历完；s46、计算谐波污染分区评价值，从经过步骤s41~s45得到的所有谐波污染分区选取最佳谐波污染分区结果。
12.上述进一步方案的有益效果为：本发明在不同的平均值和节点数期望下，
去挖掘所有的噪声点，同时，将所有能分区的节点找到对应的谐波污染分区，因此可能存在一个节点对应多个分区的情况，通过计算谐波污染分区评价值，从而找到最佳谐波污染分区结果，提升分区精度；并且本发明在分区时遍历各平均值和节点数期望同时计算其对应分类结果的谐波污染分区评价值，谐波污染分区评价值最大时所对应的节点分类结果为最佳结果。
13.进一步地，所述步骤s46中计算谐波污染分区评价值公式为：其中，为第个节点的谐波污染分区评价值，为第个节点与其所在谐波污染分区内其他节点的平均值，为第个节点与其他谐波污染分区内节点的平均值中的最小值，为选取和的较大值。
14.上述进一步方案的有益效果为：在谐波污染分区评价值最大时，找到最佳谐波污染分区结果，距离其他谐波污染分区内节点越远，且距离自己所在谐波污染分区内节点越近的分区为最佳谐波污染分区结果。
15.本发明的有益效果为：本发明通过配电网两节点间的关联度矩阵去描述两节点间的关联程度，通过平均值和节点数期望值去衡量谐波污染分区的范围，通过多次循环迭代找到所有谐波污染分区，并通过谐波污染分区评价值找到最佳谐波污染分区结果，提升分区精度。
附图说明
16.图1为一种谐波污染分区方法的流程图。
具体实施方式
17.下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
18.如图1所示，一种谐波污染分区方法，包括以下步骤：s1、采集配电网各节点的谐波电压数据，并对谐波电压数据进行填充，得到谐波电压序列；所述步骤s1中对谐波电压数据进行填充的方法为：根据采样时间去查找谐波电压数据中的丢失点，取丢失点左右相邻采样时间点的谐波电压值的平均值作为丢失点的谐波电压值。
19.所述步骤s1中进行填充的公式为：
其中，为第个采样时间点填充的谐波电压值，为第个采样时间点的谐波电压值，为第个采样时间点的谐波电压值。
20.s2、根据谐波电压序列，计算配电网两节点间的关联度矩阵；所述步骤s2中计算配电网两节点间的关联度矩阵的公式为：所述步骤s2中计算配电网两节点间的关联度矩阵的公式为：其中，为配电网两节点间的关联度矩阵，为第个节点的谐波电压序列，为第个节点的谐波电压序列，为第个节点与第个节点间的距离，为配电网中节点的数量，为二范数运算。
21.s3、根据配电网两节点间的关联度矩阵，计算平均值和节点数期望值；所述步骤s3中计算平均值的公式为：所述步骤s3中计算平均值的公式为：其中，为将配电网两节点间的关联度矩阵的每一行元素升序排列，为升序排列后的矩阵，为升序排列后的矩阵中第行第列的元素，为第列的所有元素的平均值，为配电网中节点的数量。
22.所述步骤s3中计算节点数期望的公式为：其中，为第个节点以平均值为半径的邻域中节点数量，为配电网中节点的数量，为节点数期望。
23.s4、根据平均值和节点数期望值，对谐波污染进行分区，并计算谐波污染分区评价值，得到最佳谐波污染分区结果。
24.所述步骤s4包括以下分步骤：s41、令=1；s42、从配电网中选取一节点，作为参考节点；s43、判断将参考节点作为中心，以平均值为半径的圆内是否存在不少于节点数期望的节点，若是，则该参考节点和其邻域内节点为一个谐波污染分区，并跳转至步骤s44，若否，则该参考点为噪声点，并跳转至步骤s44；s44、从配电网中选取下一节点，作为参考节点，并跳转至步骤s43，直到配电网中所有节点遍历完；
s45、自加1，并跳转至步骤s42，直到所有平均值和节点数期望遍历完；s46、计算谐波污染分区评价值，从经过步骤s41~s45得到的所有谐波污染分区选取最佳谐波污染分区结果。
25.所述步骤s46中计算谐波污染分区评价值公式为：其中，为第个节点的谐波污染分区评价值，为第个节点与其所在谐波污染分区内其他节点的平均值，为第个节点与其他谐波污染分区内节点的平均值中的最小值，为选取和的较大值。