一种谐波电流源独立分量的次序及尺度缩放比例确定方法与流程

本发明属于电力系统，具体涉及一种谐波电流源独立分量的次序及尺度缩放比例确定方法。

背景技术：

1、谐波污染是电力系统面临的主要电能质量问题之一，而估计负荷节点的谐波电流是治理谐波污染的重要条件。基于独立成分分析(independent component analysis，ica)的谐波电流估计算法，依据各谐波源之间的独立性，从各节点的谐波测量数据分解出谐波源信号。ica方法存在源信号的尺度缩放问题和次序不确定问题。尺度缩放问题是指ica无法确定各个谐波源信号的真实幅值，而只能确定各个成分的相对幅值。次序不确定问题是指，ica无法确定分离出的各个独立谐波源成分的排列次序。由于ica算法是基于统计分析的，因此分离出的各个成分次序不确定，无法保证每次运行得到的结果都相同。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种谐波电流源独立分量的次序及尺度缩放比例确定方法，以在多谐波源系统中避免出现谐波电流独立成分的尺度及次序的不确定性问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种谐波电流源独立分量的次序及尺度缩放比例确定方法，包括：

3、步骤s1，以节点的谐波电压和谐波电流测量数据作为观测量，以系统侧和用户侧的谐波电流源作为待求量，以系统侧和用户侧的耦合谐波阻抗作为混合参数矩阵，依据叠加定理建立方程；

4、步骤s2，估算混合参数矩阵以及谐波源矩阵，确定混合参数矩阵的次序和尺度缩放比例。

5、进一步地，所述步骤s1中，设公共连接点测得的某次谐波电压和电流数据分别为vpcc和ipcc；假设用户1～用户n配备谐波测量装置，则将各个用户节点测得的谐波电流源为ico1,…,icon；zs和zci分别为系统侧和第i个用户节点等效谐波阻抗；is和ic分别为系统侧和用户节点的等效谐波电流源，ib为背景谐波电流源；

6、以vpcc、ipcc以及ico1,…,icon为观测信号，以is，ic1,…,icn和ib为源信号，建立如下方程：

7、x＝as+δ

8、其中，x＝[ico1,…,ipcc]t,s＝[ic1,…,is,ib]t，a为混合参数矩阵，δ为测量误差。

9、进一步地，设谐波阻抗如下：

10、

11、其中，“//”表示阻抗的并联运算；

12、则所述混合参数矩阵a中的元素表示如下：

13、

14、进一步地，所述步骤s2具体包括：

15、步骤s21，通过独立成分分析估算所述混合参数矩阵；

16、步骤s22，对估算的混合参数矩阵逐列相除，确定列号；

17、按上述步骤依次确定混合参数矩阵和源信号矩阵的次序；

18、步骤s23，对确定次序的混合参数矩阵逐行相除，联立求解尺度缩放比例系数。

19、进一步地，所述步骤s22具体包括：

20、将估算的混合参数矩阵记作b＝[b1…b(n+2)]，其同列元素的尺度缩放比例系数相同；对估算的混合参数矩阵b逐列相除，得到商矩阵[b′1…b′n+1]，其中b′i＝bi+1/bi；

21、对于n+1个列向量b′1～b′n+1，每个列向量中存在两个元素是复数而不是实数，且相邻的列向量之间存在相同行的元素同为复数，据此确定与源信号的参数向量相对应的列号。

22、进一步地，所述步骤s23具体包括：

23、记c为确定次序后的混合参数矩阵：

24、

25、对元素逐行相除：

26、

27、根据的值分别解出ai和ai+1，再与矩阵c中的第i和i+1行元素联立，求得ki和ki+1的值；以此类推直至将尺度缩放比例系数k1～kn+2全部确定。

28、实施本发明具有如下有益效果：本发明依次确定混合参数矩阵的次序及尺度缩放比例，计算简单，可实现性强；本发明充分利用多谐波源系统的电路方程约束，对次序和尺度缩放比例的确定更加客观合理。

技术特征：

1.一种谐波电流源独立分量的次序及尺度缩放比例确定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s1中，设公共连接点测得的某次谐波电压和电流数据分别为vpcc和ipcc；假设用户1～用户n配备谐波测量装置，则将各个用户节点测得的谐波电流源为ico1,...,icon；zs和zci分别为系统侧和第i个用户节点等效谐波阻抗；is和ic分别为系统侧和用户节点的等效谐波电流源，ib为背景谐波电流源；

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，设谐波阻抗如下：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s2具体包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤s22具体包括：

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤s23具体包括：

技术总结
本发明公开一种谐波电流源独立分量的次序及尺度缩放比例确定方法，包括：步骤S1，以节点的谐波电压和谐波电流测量数据作为观测量，以系统侧和用户侧的谐波电流源作为待求量，以系统侧和用户侧的耦合谐波阻抗作为混合参数矩阵，依据叠加定理建立方程；步骤S2，估算混合参数矩阵以及谐波源矩阵，确定混合参数矩阵的次序和尺度缩放比例。本发明依次确定混合参数矩阵的次序及尺度缩放比例，计算简单，可实现性强；本发明充分利用多谐波源系统的电路方程约束，对次序和尺度缩放比例的确定更加客观合理。

技术研发人员：柳洲,樊丽娟,李鸿鑫,程卓,舒勤,徐方维,王川
受保护的技术使用者：深圳供电局有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14