[發明專利]一種諧波狀態估計的量測配置方法

在審

• 申請號: 201910316624.7
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN110018346A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 呂干云;俞明;郝思鵬;李軍;金園媛
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;范青青

本發明公開了電力工程技術領域的一種諧波狀態估計的量測配置方法，旨在解決現有技術中因缺乏準確的共同時間基準，使得諧波狀態估計結果不理想的技術問題。一種諧波狀態估計的量測配置方法，包括如下步驟：計算諧波支路電流相對注入諧波電流變化的敏感因子；G1法計算各次諧波權重系數，綜合得出所有諧波支路在各次注入諧波電流作用下的綜合敏感因子；以綜合敏感因子作為各個諧波支路的權重系數，將每個母線作為起始搜尋點，利用最大生成樹定理Prim算法得到權重系數最大的樹；結合PMU配置特性形成多組滿足最大生成樹拓撲可觀的量測點配置方案，并確定最優配置方案。本發明能夠實現多量測點同步測量，使諧波狀態估計結果更準確，具有更好的經濟性和實用性。

技術領域

本發明屬于電力工程技術領域，具體涉及一種諧波狀態估計的量測配置方法。

背景技術

電能質量是21世紀現代電網的關鍵特征之一。諧波狀態估計是目前電力系統中最重要的電能質量問題之一。目前，應用最成熟的量測系統是數據采集與監控系統，然而其遠方終端設備RTU由于安裝地點不同而缺乏準確的共同時間基準，使得諧波狀態估計結果不夠理想。為提高估計精度并節約投資，諧波狀態估計最優量測配置方法受到了廣泛的關注。量測裝置的布局主要考慮了以下幾個方面：①狀態量的估計精度；②可靠性與數值穩定性；③經濟性。量測點的優化配置是一個復雜的問題，人們通常根據需要選擇合適的算法，在良好的狀態估計性能和昂貴的成本之間取舍。

近年來，隨著同步相量量測單元(Phasor Measurement Unit)的研究和推廣，使得諧波狀態估計由非線性問題轉換為線性問題，大大簡化了求解的難度。PMU是一種相量測量裝置，它能夠利用全球定位系統(Global Position System)精確的授時功能,將各個數據采集裝置的采樣時刻同步到一個時間基準，實現多量測點的同步測量。一臺同步相量量測單元具有多路模擬量和開關量輸入通道，用于對當地母線和線路運行參數的實時采集。

目前，我國部分企業已能生產成熟可靠的PMU設備，但是還沒有將PMU應用于諧波狀態估計的相關技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種諧波狀態估計的量測配置方法，以解決現有技術中因缺乏準確的共同時間基準，使得諧波狀態估計結果不理想的技術問題。

為達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種諧波狀態估計的量測配置方法，其特征是，包括如下步驟：計算諧波支路電流相對注入諧波電流變化的敏感因子；計算各次諧波權重系數，綜合得出所有諧波支路在各次注入諧波電流作用下的綜合敏感因子；以綜合敏感因子作為各個諧波支路的權重系數，將每個母線作為起始搜尋點，利用最大生成樹定理得到權重系數最大的樹；結合PMU配置特性形成多組滿足最大生成樹拓撲可觀的量測點配置方案，并確定最優配置方案。

所述敏感因子的計算方法為：母線諧波電壓與母線諧波注入諧波電流的電路方程為：

I_h＝Y_hU_h (1)

式中，I_h為母線h次諧波注入電流；U_h為母線h次諧波電壓；Y_h為h次諧波導納矩陣；h為諧波次數。

在考慮單諧波源的情況下，支路ij的h次諧波電流I_h,ij和母線i上的h次諧波電壓U_hi、母線j上的h次諧波電壓U_hj之間的關系為母線i、母線j上的h次諧波電壓U_hi、U_hj之間的關系為：

I_h,ij＝(U_hi-U_hj)y_h,ij+U_hiy_sh,ij (2)