[發明專利]一種基于自適應聚類的電壓暫降分段刻畫方法

有效

• 申請號: 202011006735.7
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112129989B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 胡文曦;肖先勇;汪穎;鄭子萱;李長松
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R25/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 何凡

1.一種基于自適應聚類的電壓暫降分段刻畫方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將三相電壓幅值與相位映射到d-q坐標系；

S2、采用自適應聚類方法對d-q坐標系中的數據點進行聚類分析；

S3、對聚類結果進行評價，得到電壓暫降分段刻畫結果，具體包括以下分步驟：

S3-1、根據步驟S2得到的聚類結果計算各個類別中數據點的評價指標；

S3-2、針對每一類別中的所有數據點，逐一剔除距離聚類中心最遠的數據點；

S3-3、計算剔除最遠數據點后該類別中所有剩余數據點的評價指標；

S3-4、根據步驟S3-1和S3-3分別得到的評價指標計算過渡段檢測參數；

S3-5、判斷過渡段檢測參數是否為正；若是，則將步驟S3-2剔除的數據點作為過渡段中的數據點，并返回步驟S3-2；否則將步驟S3-2剔除的數據點作為穩態段中的數據點，并停止剔除數據點；

S3-6、根據所有剔除的數據點構成的集合作為過渡段中的數據點，在原始電壓幅值隨時間變化曲線中進行標記，得到電壓暫降分段刻畫結果。

2.根據權利要求1所述的基于自適應聚類的電壓暫降分段刻畫方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括以下分步驟：

S1-1、獲取電網電壓暫降時的三相電壓瞬時波形；

S1-2、采用以單相為參考構造虛擬三相系統的方法，基于dq變換計算單相電路的幅值和相位；

S1-3、對單相電路的幅值和相位進行三相變換，得到d軸分量和q軸分量；

S1-4、對d軸分量和q軸分量進行濾波，得到d軸直流分量和q軸直流分量。

3.根據權利要求2所述的基于自適應聚類的電壓暫降分段刻畫方法，其特征在于，所述步驟S1-3中d軸分量和q軸分量分別表示為：

其中，U為基波電壓幅值，U_h為第h次諧波電壓幅值，β_h為第h次諧波的衰減系數，ω為周期函數的角頻率。

4.根據權利要求3所述的基于自適應聚類的電壓暫降分段刻畫方法，其特征在于，所述步驟S1-4中d軸和q軸直流分量分別表示為：

其中，U_sag為電壓暫降的幅值，θ為相位。

5.根據權利要求4所述的基于自適應聚類的電壓暫降分段刻畫方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括以下分步驟：

S2-1、計算d-q坐標系上任意兩個數據點之間的距離；

S2-2、依次選取一個數據點作為圓心，計算設定半徑下的數據點個數；

S2-3、判斷步驟S2-2計算的數據點個數是否大于設定閾值，其中閾值δ根據數據規模和聚類區間個數k選取，即|U|表示數據集中的數據點個數；若是，則將該數據點收入原始聚類中心集合；否則返回步驟S2-2；

S2-4、判斷原始聚類中心集合中數據點個數是否大于聚類區間個數；若是，則選取原始聚類中心集合中數據點個數最多的對應數據點作為初始聚類中心；否則縮小閾值返回步驟S2-2；

S2-5、選取原始聚類中心集合中與初始聚類中心距離最大的數據點作為下一個聚類中心；

S2-6、判斷得到的聚類中心個數是否大于或等于預設的聚類區間個數；若是，則輸出聚類中心結果；否則返回步驟S2-5。

6.根據權利要求1所述的基于自適應聚類的電壓暫降分段刻畫方法，其特征在于，所述評價指標的計算公式為：

其中，k為聚類區間個數，d(x,y)為數據點x和y之間的距離。

7.根據權利要求6所述的基于自適應聚類的電壓暫降分段刻畫方法，其特征在于，所述過渡段檢測參數的計算公式為：

σ＝D(k′)-D(k)

其中，D(k)為所有數據點的評價指標，D(k′)為所有剩余數據點的評價指標。