一种融合多种算法的自适应式电网谐波分析方法技术

一种融合多种算法的自适应式电网谐波分析方法，包括通过数据采集装置采集实时电压波形；确定谐波分析结果标准，设定期望值；实时判断谐波异常；谐波分析模块采用多种算法分析采集的电压波形，输出分析结果；确定该结果表述的噪声信号的频率及幅值信息，针对频率进行分类，分析谐波组成，结合线路上的设备及负载，确定谐波源。本发明专利技术融合多种算法准确分析谐波组成：通过多种算法相结合，选取相对最准确的、最符合期望的分析结果，能够增加谐波组成分析的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种融合多种算法的自适应式电网谐波分析方法
本专利技术涉及电网谐波治理领域，具体涉及一种融合多种算法的自适应式电网谐波分析方法。
技术介绍
电力系统谐波产生的原因，主要有以下几个方面：1、发电源质量问题产生谐波；由于发电机的三相绕组在制作上很难做到完全对称，铁心也很难做到绝对均匀一致等原因，发电源会产生一些谐波，但一般来说并非主要谐波来源。2、输配电系统产生谐波：输配电系统中主要是电力变压器产生谐波，由于变压器铁心的饱和，磁化曲线的非线性，加上设计变压器时考虑经济性，其工作磁密选择在磁化曲线的近饱和段上，这样就使得磁化电流呈尖顶波形，因而含有奇次谐波。它的大小与磁路的结构形式、铁心的饱和程度有关。铁心的饱和程度越高，变压器工作点偏离线性越远，谐波电流也就越大，其中3次谐波电流可达额定电流0.5％。3、用电设备产生的谐波；晶闸管整流设备。由于晶闸管整流在电力机车、铝电解槽、充电装置、开关电源等许多方面得到了越来越广泛的应用，给电网造成了大量的谐波。晶闸管整流装置采用移相控制，从电网吸收的是缺角的正弦波，从而给电网留下的也是另一部分缺角的正弦波，显然在留下部分中含有大量的谐波。变频装置，这类装置的功率一般较大，随着变频调速的发展，对电网造成的谐波影响也越来越严重。谐波具有降低变压器容量，加速断路器、电缆等设备老化，缩短设备使用寿命，甚至损坏设备严重危害生产安全与稳定。目前常见的谐波分析方法算法比较单一，分析误差较大，期望值不能实现自主调整，无法满足电力行业对谐波的治理要求。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种融合多种算法的自适应式电网谐波分析方法，通过多种算法相结合，选取相对最准确的、最符合期望的分析结果，能够增加谐波组成分析的准确性。实现上述目的所采用的解决方案为：一种融合多种算法的自适应式电网谐波分析方法，所述谐波分析方法包括：(1)通过数据采集装置采集实时电压波形；(2)确定谐波分析结果标准，设定期望值；(3)实时判断谐波异常；(4)谐波分析模块采用多种算法分析采集的电压波形，输出分析结果；(5)确定该结果表述的噪声信号的频率及幅值信息，针对频率进行分类，分析谐波组成，结合线路上的设备及负载，确定谐波源。优选的，所述步骤(2)中，所述结果标准为电网正常运行时所能承受的谐波大小、频率，并将此设定为谐波治理期望值。优选的，所述步骤(3)包括：(3-1)如果采样信号与期望值之间的偏差尚未影响电网运行，算法将修改采样时间，暂不认定为谐波异常，采集装置继续采样；(3-2)如果采样信号与期望值之间的偏差已经影响电网的正常运行，算法将认定为谐波异常，并立即进行谐波分析。优选的，所述步骤(4)中，将每种分析结果与期望值进行比较，选定误差最小的谐波分析方法，并输出该方法得到的结果，如没有获得符合期望的结果，则返回步骤(2)，修正期望值。优选的，所述多种算法包括：傅里叶变换算法、联合近似对角化分析算法、非负矩阵分解和小波分解。进一步的，所述傅里叶变换算法的计算公式如下：w是角频率，相当于周期，i是复数标记，t表示未知数。优选的，所述步骤(5)中，所述分析以网络大数据上查到的多种谐波来源作为对比，包括各种电气设备可能引起的谐波大小、谐波频率特征。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1)融合多种算法准确分析谐波组成：通过多种算法相结合，选取相对最准确的、最符合期望的分析结果，能够增加谐波组成分析的准确性。并且针对多种算法的互补提出了构想。2)采用期望值修正方案：在分析谐波构成时，首先应确定谐波去除的期望值，但是任何一种算法都存在误差，本系统能自主识别期望的合理性，并能做出自主调整，有利于谐波分析的前瞻性及系统运行的稳定性。3)结合大数据识进行盲源分离精准识别谐波源：由于不同电器设备将对系统引入不同频率的谐波，本系统在算法计算出结果后，将进行盲信号源分离，自主区分目标波形与谐波，并通过大数据预判谐波源，结合电网中实际设备，确定符合逻辑的电压的谐波来源，有助于对谐波治理方案提出精确建议。附图说明图1是本专利技术提供的自适应式谐波分析方法流程图。图2是本专利技术提供的自适应式谐波分析系统总体结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步的详细说明。一种融合多种算法的自适应式电网谐波分析方法，所述谐波分析方法包括：(1)通过数据采集装置采集实时电压波形；(2)实时判断谐波异常；本算法结合系统硬件的控制程序，设定谐波采集周期(如每半小时采集一次电网谐波样本)，算法根据控制器将每次采集到的谐波样本进行初步分析，将谐波分析分为几种情况：a、如果采样信号与期望信号之间的偏差尚未影响电网运行，算法将修改采样时间(如从半小时减为十分钟)，暂不认定为谐波异常，程序继续采样；b、如果采样信号与期望信号之间的偏差已经影响电网的正常运行，算法将认定为谐波异常，并立即进行谐波分析；(3)确定谐波分析结果标准，设定期望值；进行电网谐波分析时，首先确定电网正常运行时所能承受的谐波大小、频率等因素，并将此设定为谐波治理期望值，算法进行谐波治理时，当达到期望值时，便停止计算。(4)谐波分析模块采用多种算法分析采集的电压波形，输出分析结果；将每种分析结果与期望值进行比较，确定最合适的分析方法(不同的分析方法得出的谐波分析结果会存在不同的误差，选定误差最小的谐波分析方法，便是最合适的)并输出该方法得到的结果，如没有获得符合期望的结果，则返回步骤(3)，修正期望值；所述多种算法包括：傅里叶变换算法、联合近似对角化分析算法、非负矩阵分解和小波分解。所述傅里叶变换算法的计算公式如下：w是角频率，相当于周期，i是复数标记，t表示未知数。其中指数函数可以转换成三角函数，从信号分析的角度讲，任何信号都可转换成不同频率的三角函数的组合。小波分解是通过小波基函数将信号进行分解，类似于傅里叶分解，小波分解也可将信号分解成不同频率的小波基函数的组合。因此，这些方法都可以将谐波采集信号进行频域分解从而得到谐波的频域信息。(5)确定该分析结果表述的噪声信号的频率及幅值信息，针对频率进行分类，分析谐波组成，结合线路上的设备及负载，确定谐波源。在网络大数据上，能查到多种谐波来源，包括各种电气设备可能引起的谐波大小、谐波频率等特征，因此，算法分析得出谐波的大小、频率等信息后，根据大数据进行谐波来源分析比对，有助于更加快捷，高效的查找谐波来源，并且增加谐波分析的准确性。最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本申请进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本申请后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种融合多种算法的自适应式电网谐波分析方法，其特征在于，所述谐波分析方法包括：(1)通过数据采集装置采集实时电压波形；(2)确定谐波分析结果标准，设定期望值；(3)实时判断谐波异常；(4)谐波分析模块采用多种算法分析采集的电压波形，输出分析结果；(5)确定该结果表述的噪声信号的频率及幅值信息，针对频率进行分类，分析谐波组成，结合线路上的设备及负载，确定谐波源。

【技术特征摘要】
1.一种融合多种算法的自适应式电网谐波分析方法，其特征在于，所述谐波分析方法包括：(1)通过数据采集装置采集实时电压波形；(2)确定谐波分析结果标准，设定期望值；(3)实时判断谐波异常；(4)谐波分析模块采用多种算法分析采集的电压波形，输出分析结果；(5)确定该结果表述的噪声信号的频率及幅值信息，针对频率进行分类，分析谐波组成，结合线路上的设备及负载，确定谐波源。2.如权利要求1所述的谐波分析方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述结果标准为电网正常运行时所能承受的谐波大小、频率，并将此设定为谐波治理期望值。3.如权利要求1所述的谐波分析方法，其特征在于，所述步骤(3)包括：(3-1)如果采样信号与期望值之间的偏差尚未影响电网运行，算法将修改采样时间，暂不认定为谐波异常，采集装置继续采样；(3-2)如果采样信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘召杰，沈冰，乔光尧，陈冉，周胜军，陆健，蔡博，任思源，袁蒙，时智勇，叶卫华，
申请(专利权)人：中电普瑞科技有限公司，南京南瑞集团公司，国家电网公司，国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11