[發明專利]一種基于負載投切和相似度的諧振點的線變關系識別方法

在審

• 申請號: 202010771615.X
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111913040A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 徐劍英;李亮;孫朝杰;曾令斌;郭相泉;李顯濤;高慶歡;矯振飛;張建;李偉;吳雪梅;盧峰;林志超;程艷艷;葉齊
• 申請（專利權）人: 青島鼎信通訊股份有限公司;沈陽科遠國網電力工程勘察設計有限公司
• 主分類號: G01R23/167
• 分類號: G01R23/167
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于負載投切和相似度的諧振點的線變關系識別方法，利用低頻負載投切載波機在變壓器低壓側進行電容負載投切，產生投切電流信號；在變壓器的二次側檢測投切產生的電壓與電流信號；用滑動DFT分析投切信號中的50Hz基波頻率分量；并用IDFT算法換算到時域，對應的時域強度；用總的信號強度減去50Hz基波的信號強度；對去掉基波的信號，根據滑動DFT算法來分析被測量信號中的電壓諧波與電流諧波；根據余弦相似性的算法，分析電壓與電流諧波波形之間的相似度；根據相似度來確定諧振點。本發明方法實現簡單，只需測量變壓器低壓側的電壓電流信號，計算量小，測量數據無需上傳主站或服務器，可利用本地設備進行分析，實現對諧振點的實時在線檢測。

技術領域

本發明涉及配電網自動化系統領域，涉及一種基于負載投切和相似度的諧振點的線變關系識別方法。

背景技術

功率因數是電力系統中一個很重要的性能指標，為了提高系統的功率因數，普遍的做法是向系統中投切無功補償電容器組，并且一般根據系統不同的負載大小，來投入不同容量的電容器組，提高電力系統輸電線路的電壓，降低線路損耗，提高經濟效益。但是由于電網系統中普遍存在諧波源，當向系統中投切補償電容時，很可能導致系統與補償電容發生之間并聯諧振，導致補償電容產生很大的諧振電流，從而燒毀補償電容器，甚至損壞其他的一些電力設備、威脅操作人員的生命安全，造成嚴重的電力事故。因此，提前準確檢測出系統的諧振點，對于抑制電網的諧振具有重要的意義。

目前已有公司和高校在諧振點檢測方面取得了很多成果，并且已經制造出專門的檢測設備，但是此類設備價格昂貴，檢測過程操作復雜，速度較慢。當設備檢測到所需的信號后，還要上傳到主站來進行分析，檢測過程具有滯后性，不能實時在線檢測。因此，需要發展一種實現簡單、能夠實時在線檢測諧振點的方法。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出一種基于負載投切和相似度的諧振點的線變關系識別方法，本發明采取如下技術方案：

一種基于負載投切和相似度的諧振點的線變關系識別方法，包括以下步驟，

步驟1，利用低頻負載投切載波機在變壓器低壓側按照不同頻率進行電容負載投切，在變壓器低壓側產生幅值相等、頻率不同的載波投切電流信號；

步驟2，在變壓器的二次側檢測由投切產生的電壓信號U(t)與電流信號I(t)；

步驟3，用滑動DFT分析投切信號中的50Hz頻率分量；

步驟4，用IDFT算法將分析得到的50Hz頻率分量換算到時域，得到50Hz信號的時域強度；

步驟5，用步驟二中測試得到的總的信號強度減去50Hz基波的信號強度；

步驟6，對去掉基波的信號，根據滑動DFT算法來分析被測量信號中的電壓諧波與電流諧波；

步驟7，根據余弦相似性的算法，分別分析電壓諧波與電流諧波波形之間的相似度；

步驟8，根據分析得到的電壓諧波和電流諧波之間的相似度，來確定諧振點。

進一步地，步驟3，步驟6中的滑動DFT算法的計算公式為，

其中，a_k代表第k次諧波的實部，b_k代表第k次諧波的虛部，N代表工頻周期的數據點數，k 代表諧波次數，T＝20ms。

進一步地，步驟7中的余弦相似度計算公式為，

其中，I_k為提取的第k次電流諧波，U_k為提取的第k次電壓諧波，N為用于計算相似度的數據點數，r_k為計算得到的第k次電壓電流諧波波形之間的相似度。