[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

本發明公開了一種基于自適應聚類的電壓暫降分段刻畫方法，該方法包括將三相電壓幅值與相位映射到d?q坐標系，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，對聚類結果進行評價，得到電壓暫降分段刻畫結果。本發明通過將三相電壓映射到d?q坐標系，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，根據聚類結果判斷過渡段數據點，從而實現暫降波形的分段刻畫，有效解決現有分段刻畫方法準確性低，且受固定閾值影響的技術問題，能夠充分利用電壓幅值、相位、三相電壓平衡等信息，提高分段刻畫的準確性。

技術領域

本發明涉及電壓暫降分段刻畫技術領域，具體涉及一種基于自適應聚類的電壓暫降分段刻畫方法。

背景技術

近年來，電壓暫降已經成為威脅用戶正常生產的最突出的電能質量擾動事件，對其進行準確的分段刻畫對電壓暫降分析與治理至關重要。傳統方法僅根據電壓幅值的變化幅度對暫降進行分段刻畫，忽視了電壓相位信息與三相電壓平衡信息，分段準確性差。且傳統方法受限于固定閾值對分段刻畫方法的影響，閾值選取依賴人為經驗，受人工干預嚴重。因此，有必要提出一種不受閾值影響的自適應的電壓暫降分段刻畫方法，并能充分利用電壓幅值、相位、三相電壓平衡等信息，提高分段刻畫的準確性。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供了一種基于自適應聚類的電壓暫降分段刻畫方法。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

一種基于自適應聚類的電壓暫降分段刻畫方法，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。

本方案的有益效果是：本發明通過將三相電壓映射到d-q坐標系，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，根據聚類結果判斷過渡段數據點，從而實現暫降波形的分段刻畫，有效解決現有分段刻畫方法準確性低，且受固定閾值影響的技術問題，能夠充分利用電壓幅值、相位、三相電壓平衡等信息，提高分段刻畫的準確性。

進一步地，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。

上述進一步方案的有益效果是：本發明將三相電壓幅值和相位映射到d-q坐標系中，由于電壓幅值和相位等波形在過渡段時期均會發生明顯地快速變化，因此通過投影的方式，幅值和相位的大小變化轉換為在d-q坐標系中距離的變化。而距離較遠的離群點，即可看作過渡段中的數據點，進而可通過檢測到過渡段，實現電壓暫降波形的分段刻畫。由于大部分電壓暫降的深度較淺，造成過渡段難以區分，因此本發明方法同時考慮幅值和相位信息，相較于傳統方法僅考慮幅值信息進行分段，能有效提升準確性。

進一步地，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，為，β_h為第h次諧波的衰減系數，ω為周期函數的角頻率。

進一步地，所述步驟S1-4中d軸和q軸直流分量分別表示為：