[發(fā)明專利]一種基于改進梯度投影法的諧波源定位方法

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• 申請日: 2022-06-24
• 公開（公告）號: CN115097205A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發(fā)明（設計）人: 李廣海;吳巍;馬云龍;項頌;蘇鵬
• 申請（專利權）人: 華能扎賚特旗太陽能光伏發(fā)電有限公司科右中旗分公司
• 主分類號: G01R23/16
• 分類號: G01R23/16;G01R31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于改進梯度投影法的諧波源定位方法，包括以下步驟：S1、構建監(jiān)測裝置優(yōu)化配置模型，確定配電網監(jiān)測裝置的安裝位置及數(shù)量，在安裝最少配電網監(jiān)測裝置的條件下使系統(tǒng)達到全局可觀測；S2、以監(jiān)測節(jié)點的注入諧波電流為狀態(tài)量，以支路的諧波電流為量測量，建立系統(tǒng)諧波源定位的諧波狀態(tài)方程；S3、優(yōu)化梯度投影法的搜索方式；S4、采用優(yōu)化后梯度投影法IGPM對步驟S2建立的諧波狀態(tài)方程進行求解，根據各節(jié)點諧波電流的大小實現(xiàn)配電網系統(tǒng)諧波源的定位。本發(fā)明節(jié)約了經濟成本，將梯度投影法的搜索方式改為沿負梯度方向，降低了運算的復雜度，提高了算法的計算速度和泛化能力，節(jié)約了存儲空間。

技術領域

本發(fā)明涉及電能質量技術領域，更具體涉及一種基于改進梯度投影法的諧波源定位方法。

背景技術

隨著全球能源互聯(lián)網的推進，大量的電力電子設備產生的諧波伴隨分布式電源的接入而注入到電網中，同時非線性負荷所占的比例也有大幅度地提高，由此產生的諧波污染問題日益嚴重。配電網中諧波源產生的諧波不僅影響用電設備的正常使用，而且還會造成用戶電能質量的降低，嚴重時甚至會威脅到配電網的安全運行。因此，對電力系統(tǒng)中的諧波源進行有效地定位，不僅有利于相關人員及時地治理和消除諧波，而且對提高電網運行的安全可靠性具有重要作用。

目前，諧波源定位方法從整體上可以劃分為兩類：

第一類是等效電路法，該方法的優(yōu)點是模型比較簡單，缺點是僅能判別諧波源是位于系統(tǒng)側還是負荷側，不能準確定位諧波源的具體位置及諧波電流的幅值，且多數(shù)情況下應用于單諧波源的定位。

第二類方法是諧波狀態(tài)估計法，該方法僅需安裝少量的量測裝置就可實現(xiàn)系統(tǒng)的整體可觀性，其廣泛應用于多諧波源的定位研究中，此類定位方法主要包括神經網絡法、諧波電流狀態(tài)估計法及諧波電壓狀態(tài)估計法等，但該類方法計算量大，運算復雜度高。

上述兩類諧波源定位方法均有助于推動諧波源定位領域的研究，且不同方法的定位結果精度不同。伴隨著大量電力電子器件接入電力系統(tǒng)，由此產生的諧波污染問題日益嚴重，急需提出更加有效的滿足工程需要的諧波源定位方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明需要解決的技術問題是提供一種基于改進梯度投影法的諧波源定位方法，以解決背景技術中的問題，實現(xiàn)配電網系統(tǒng)諧波源的準確定位，提升系統(tǒng)的電能質量水平。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案如下。

一種基于改進梯度投影法的諧波源定位方法，包括以下步驟：

S1、構建監(jiān)測裝置優(yōu)化配置模型，確定配電網監(jiān)測裝置的安裝位置及數(shù)量，在安裝最少配電網監(jiān)測裝置的條件下使系統(tǒng)達到全局可觀測；

S2、以監(jiān)測節(jié)點的注入諧波電流為狀態(tài)量，以支路的諧波電流為量測量，建立系統(tǒng)諧波源定位的諧波狀態(tài)方程；

S3、優(yōu)化梯度投影法的搜索方式；

S4、采用優(yōu)化后梯度投影法IGPM對步驟S2建立的諧波狀態(tài)方程進行求解，根據各節(jié)點諧波電流的大小實現(xiàn)配電網系統(tǒng)諧波源的定位。

進一步優(yōu)化技術方案，所述步驟S1包括以下步驟：

S11、設定n節(jié)點系統(tǒng)的目標函數(shù)為：

式中：n表示所選系統(tǒng)的節(jié)點總數(shù)；ξ_i表示在節(jié)點i安裝量測裝置的成本，取ξ_i＝1；

當η_i＝1時，表示節(jié)點i安裝有量測裝置，當η_i＝0時，表示節(jié)點i未安裝量測裝置；

S12、確定約束條件，構建監(jiān)測裝置優(yōu)化配置模型：

構建描述系統(tǒng)節(jié)點的關聯(lián)矩陣M，矩陣中元素表示方法如下所示：