[發(fā)明專利]一種基于光滑逼近稀疏重構(gòu)與內(nèi)點法的多諧波源辨識方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710721912.1
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107576866B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 臧天磊;羅杰;王艷;向悅萍;符玲;何正友
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/08;G01R23/16
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 劉凱

本發(fā)明公開一種基于光滑逼近稀疏重構(gòu)與內(nèi)點法的多諧波源辨識方法，在保證嫌疑區(qū)域可觀的前提下，以節(jié)點諧波電壓為已知量、諧波注入電流為估計量，將諧波源辨識問題轉(zhuǎn)化為l₁范數(shù)最小化模型，進(jìn)而利用光滑逼近稀疏重構(gòu)算法進(jìn)行部分量測條件下的多諧波源辨識，并在此基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步提出采用諧波量測配置的補充優(yōu)化方法來修正多諧波源辨識結(jié)果，具有更高的估計精度和更強的抗干擾能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)諧波檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種基于光滑逼近稀疏重構(gòu)與內(nèi)點法的多諧波源辨識方法。

背景技術(shù)

大量諧波注入電力系統(tǒng)，不僅危害其安全運行，同時也帶來經(jīng)濟損失。隨著電網(wǎng)中非線性負(fù)荷在容量和數(shù)量上的劇增，增加了多個諧波源共存的工況，同時也增強了電網(wǎng)參數(shù)的波動、突變等動態(tài)特性，給諧波源辨識帶來了極大困難。

電力系統(tǒng)的諧波源分布有著隨機性和不確定性的特點，傳統(tǒng)諧波分析領(lǐng)域內(nèi)的諧波擴散理論以及諧波潮流理論都有其各自的應(yīng)用局限，不適合目前諧波問題全網(wǎng)化的發(fā)展形勢。現(xiàn)有技術(shù)多是基于全量測或者欠定量測，全量測受限于PMU量測配置的成本問題，不可能也沒必要在每條母線和支路上裝設(shè)量測裝置。欠定量測辨識不準(zhǔn)確，精度還有待提高。

因此，考慮到實際情況，量測得到的諧波狀態(tài)估計方程往往是欠定的，找到一種方法在量測不足的情況下依然能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)中的諧波分布情況有一個較為準(zhǔn)確的估計，對于諧波源辨識非常具有實際意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種在諧波量測不足和新增諧波源對辨識精度的影響的情況下，實現(xiàn)多諧波源的準(zhǔn)確辨識的基于光滑逼近稀疏重構(gòu)與內(nèi)點法的多諧波源辨識方法。技術(shù)方法如下：

一種基于光滑逼近稀疏重構(gòu)與內(nèi)點法的多諧波源辨識方法，包括以下步驟：

步驟A：對電網(wǎng)中諧波源嫌疑節(jié)點區(qū)域，以節(jié)點諧波電壓為量測量、以節(jié)點的注入諧波電流為估計量，多諧波源辨識模型為

U＝AI

其中，U為量測諧波電壓，為m×1階向量；A為諧波量測矩陣，為m×n階矩陣；I為節(jié)點注入的諧波電流，即狀態(tài)量，為n×1階向量；

將多諧波源辨識問題表示為：

min||I||₀s.t.AI＝U

步驟B：將諧波源辨識問題轉(zhuǎn)化為l₁范數(shù)最小化模型，進(jìn)而利用光滑逼近稀疏重構(gòu)算法進(jìn)行求解：

設(shè)為C_h為h次主要諧波源個數(shù)，R(A)為諧波量測矩陣A的最小線性相關(guān)列數(shù)，μ(A)為G＝A^TA中最大的非對角元素；若諧波量測矩陣A滿足唯一性原則R(A)>2C_h和等價性原則(1+1/μ(A)1)>2C_h，則多諧波源辨識問題表示為l₁范數(shù)最小化模型：

min||I||₁s.t.AI＝U

對上式，采用l₁范數(shù)的光滑逼近函數(shù)設(shè)計算法求解上式的諧波電流估計l₁范數(shù)最小化模型：

若I∈Rⁿ，t>0，定義函數(shù)和則有

其中，t為實數(shù)變量，n為狀態(tài)量I中的元素個數(shù)；Rⁿ表示實數(shù)域，I_i為I中的第i個元素；

則式min||I||₁；s.t.AI＝U等價為：

從數(shù)值計算的角度，改寫成離散表達(dá)：