[發明專利]一種電力系統諧波阻抗的測量計算方法

在審

• 申請號: 201410580371.1
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN105588982A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 竇征;魏華南;褚玉杰;王天嘯;任琳琳
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網河南省電力公司焦作供電公司
• 主分類號: G01R27/08
• 分類號: G01R27/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及諧波阻抗計算方法設計領域，特別是一種電力系統諧波阻抗的測量計算方法。

背景技術

電力系統諧波阻抗對電力系統狀態評估及接入新電力設備的設計十分重要，在電力系統建模、仿真以及線路保護等電力裝置的配置中起著不可或缺的作用。同時，隨著國內外電力電子技術的發展，大量由電力電子開關構成的，具有非線性特性的用電設備廣泛應用于冶金、鋼鐵、交通、化工等需求領域，如電解裝置、電氣機車、軋制機械、高頻爐等，導致電力系統中諧波問題日益嚴重，對諧波相關問題，如諧波潮流計算、諧波責任劃分、諧波發射水平、諧波源識別等的研究一直是電力行業關注的問題。而系統諧波阻抗的準確測量是研究諧波相關問題基礎。

目前，諧波阻抗測量估計方法主要分為“干預式”和“非干預式”兩大類。“干預式”方法主要是通過人為方式產生擾動，如向系統注入諧波電流或是間諧波電流，或是通過開斷系統某一支路來進行系統側諧波阻抗的測量。這種擾動可能會對電力系統正常運行產生不利的影響，因此該類方法不能得到廣泛應用。“非干預式”方法則是利用系統或諧波源負荷本身的擾動，通過可測量參數來進行相關計算，不會影響到系統的安全、穩定運行，因而成為當前相關課題研究的主流方法。典型的“非干預式”方法有波動量法和線性回歸法。線性回歸法在諧波發射水平評估方面占有重要地位，是“非干預式”方法的核心。傳統的線性回歸方法包括二元回歸法、穩健回歸法和偏最小二乘法，這些方法均沒有數據的預處理過程，其本質都是將相量實部、虛部分割開來，在實數域內利用最小二乘法分別進行回歸系數的求解。這種處理方法忽視了相量是作為一個有特定物理意義的整體而存在的，其求解過程并不是實部、虛部結果的簡單相加和組合。

發明內容

本發明的目的是要提供一種電力系統諧波阻抗的測量計算方法。

為達到上述目的，本發明是按照以下技術方案實施的：

一種電力系統諧波阻抗的測量計算方法，包括下列步驟:

步驟1：采集公共連接點的母線電壓瞬時值和用戶注入系統的電流瞬時值，通過傅里葉變換得到諧波電壓和諧波電流相量數據序列，并建立諧波電壓和諧波電流相量的復回歸方程；

步驟2：對步驟1得到的諧波電壓和諧波電流相量數據序列進行初步篩選，排除異常點對回歸系數的影響；

步驟3：在初步篩選基礎上，求解系統諧波阻抗回歸系數；求出最優的賦權回歸系數，并得到諧波阻抗的值。

進一步的，對步驟1得到的諧波電壓和諧波電流相量數據序列進行初步篩選，所述初步篩選采用基于相對復殘差排序的方法，定義復殘差列向量，e=[e₁,e₂,e₃…e_n]＇，其中，指沒有經過數據預處理過程回歸參數的估計值，Y為諧波電壓相量數據序列組成的列向量，X為諧波電流相量數據序列組成的增廣矩陣，為X的共軛轉置矩陣；定義相對復殘差，（i=1,2，…，n），e_j為第i個復殘差值，Y_j為第i個諧波電壓相量，n為列向量的個數；將e_ri由小到大排序，得到相對復殘差序列{e_ri}，刪除處于尾部5%相對復參差e_ri所對應的諧波電壓和諧波電流數據，并將余下諧波電壓和諧波電流相量記為Y_95%、X_95%。

具體的，所述求解系統諧波阻抗回歸系數，采用Ramsay影響函數賦權的反復加權復最小二乘的穩健回歸方法；具體步驟為：

a）選擇剩余的諧波電壓X_95%和諧波電流Y_95%，根據式，計算回歸參數；為X_95%的共軛轉置矩陣；

b）由式，計算復殘差f=[f₁,f₂,f₃,…,f_m]＇,即f={f_j}，（i=1,2,3…，m，m=0.95n）；

c）由式計算Ramsay影響函數自變量，其中，=1.5med（）；med（）是的中位數；由式，計算基于Ramsay影響函數的賦權函數，其中a為調整Ramsay影響函數形狀的調整因子；

d）取賦權函數的值=（i=1,2,3…，m），記權重對角陣為W=diag（），（i=1,2,3…，m，m=0.95）；

e）由加權復最小二乘計算公式：；計算出賦權的回歸參數，即；