[發明專利]一種基于實測數據建立家用電器負荷諧波模型的方法

有效

• 申請號: 201811258954.7
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109446643B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 孫媛媛;謝香敏;張凌菡;李樹榮
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

1.一種基于實測數據建立家用電器負荷諧波模型的方法，其特征在于，包括：

(1)獲取家用電器負荷的實測電壓和電流數據，對測量得到的數據進行傅里葉分析得到電壓和電流的各次諧波的相量值；

(2)建立家用電器負荷的交叉頻率導納矩陣諧波模型，

(3)將步驟(1)中得到的電壓和電流的各次諧波的相量值作為輸入，基于廣義線性復偏最小二乘法計算交叉頻率導納矩陣模型參數，得到家用電器交叉頻率導納諧波模型；

將家用電器負荷的交叉頻率導納矩陣諧波模型進行擴展；

將擴展后的家用電器負荷的交叉頻率導納矩陣諧波模型變換為緊湊形式，所述緊湊形式為因變量矩陣I等于自變量矩陣U與交叉頻率導納矩陣Y的乘積；

對自變量矩陣U和因變量矩陣I分別進行增廣，通過迭代方法提取最大相關的變量，基于廣義線性復偏最小二乘法提取主成分，得到自變量矩陣U和因變量矩陣I的估測值；

計算得到交叉頻率導納矩陣；

其中，自變量矩陣和因變量矩陣的估測值，分別為和進一步表示為：

其中，e^-j2θ表示相角旋轉算子，能將轉換為上標(·)^*為取共軛運算；矩陣M和N具體為：

其中，

計算得到交叉頻率導納矩陣具體為：

Y＝(M+N×e^-j2θ)。

2.如權利要求1所述的一種基于實測數據建立家用電器負荷諧波模型的方法，其特征在于，所述獲取家用電器負荷的實測電壓和電流數據的方法，具體為：

建立實驗測量平臺，家用負荷的供電電壓為實際電網電壓，通過電壓鉗和電流鉗測量其供電電壓u_M和實際電流i_M，通過數據采集裝置獲取實際測量的供電電壓和實際電流數據。

3.如權利要求1所述的一種基于實測數據建立家用電器負荷諧波模型的方法，其特征在于，將家用電器負荷的交叉頻率導納矩陣諧波模型進行擴展，具體為：

式中，表示第n組測量數據的第i次諧波電流相量值，表示第n組測量數據的第j次諧波電壓相量值。

4.如權利要求1所述的一種基于實測數據建立家用電器負荷諧波模型的方法，其特征在于，對自變量矩陣U和因變量矩陣I分別進行增廣，分別為U＝[U,U^*]，I＝[I,I^*]，其中上標(·)^*為取共軛運算；

通過迭代方法提取最大相關的變量，具體為：

其中，t_m是U和I的第m個主成分相量，p_m和q_m分別是U和I的第m個主成分所對應的載荷向量，T是對應的主成分矩陣，P和Q是對應的載荷矩陣； U_M和I_M是U和I的殘差矩陣，M表示最大主成分數，通過交叉檢驗法確定。

5.如權利要求4所述的一種基于實測數據建立家用電器負荷諧波模型的方法，其特征在于，基于廣義線性復偏最小二乘法提取主成分，具體過程如下：

對自變量矩陣U和因變量矩陣I分別進行增廣，可以得到初始輸入矩陣分別為U₁＝[U,U^*]，I₁＝[I,I^*]，U₁＝U,I₁＝I；其中上標(·)^*為取共軛運算；

假設i＝1，…，M；

當i＝1時，求取矩陣最大特征值所對應的特征向量w₁；

求取第一個主成分向量t₁和其增廣向量t₁，分別為：t₁＝U₁w₁,

求取第一個主成分向量對應的載荷向量：

根據主成分向量和載荷向量得到i＝2時的輸入矩陣為

重復上述步驟，提取M個主成分向量，其中M的大小通過交叉檢驗法確定。