一种基于电能质量统计数据的谐波责任估算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电能质量统计数据的谐波责任估算方法，根据电能质量数据中统计数据的谐波信息，计算PCC母线各次谐波电压幅值标准差和下游全部线路的各次谐波电流幅值的标准差；PCC谐波电流标准差通过各线路谐波电流标准差平方求和再开方求得；系统谐波阻抗幅值由PCC谐波电压标准差与PCC谐波电流标准差之比计算；线路贡献的谐波电压与PCC实际测量的谐波电压的夹角为该线路谐波电流相位平均值与PCC谐波电压相位平均值之差的绝对值；线路谐波责任为系统谐波阻抗幅值与线路谐波电流幅值平均值与所述夹角余弦值乘积，除以PCC母线谐波电压幅值平均值。本发明专利技术数据要求低，计算量小，易工程化，针对单点情况给出有效结果。

A Harmonic Responsibility Estimation Method Based on Power Quality Statistics

【技术实现步骤摘要】
一种基于电能质量统计数据的谐波责任估算方法
本专利技术属于电力系统及其自动化
，具体是涉及一种基于电能质量统计数据的谐波责任估算方法。
技术介绍
针对电力系统谐波污染，我国电力法规定，谁污染谁治理，但目前电力系统对各种谐波污染源缺乏定量的责任划分，责任不清的现状给谐波治理带来了困难。现有谐波评估定责通常需获得关注母线谐波电压与考察负荷谐波电流的采样值，采用如最小二乘法(中国专利申请文献公告号CN106443285A)等算法计算考察负荷的谐波责任，但对采样数据的波动特性要求高易造成误判，幅值波动量峰度检测(中国专利申请文献公告号CN108845194A)通过平移考察窗口筛选幅值波动达标的有效数据，但对采样数据依然有较高要求。实际工程中难以准确、实时地收集大量有效的采样数据，在针对单点采样量化谐波责任方面有基于电能质量数据交换格式的计算方法(中国专利申请文献公告号CN103163373B)，但其中系统谐波阻抗计算基于主观设定的短路容量，背景谐波计算基于经验系数的公式计算，可信度低。因此急需一种易工程化、数据要求低、计算量小、可信度高，针对同母线下全线路的谐波责任估算方法。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种基于电能质量统计数据的谐波责任估算方法，针对单点采样情况，对同母线下游所有线路谐波责任进行估算，避免采样数据中无效数据造成的误判，降低谐波责任估算工程化难度。为了实现上述目标，本专利技术采用如下技术方案：一种基于电能质量统计数据的谐波责任估算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，根据电能质量数据交换格式PQDIF中统计数据的谐波信息，获得统计周期内PCC母线各次谐波电压幅值95％概率值、平均值、各次谐波电压相位平均值，母线下游全部线路的各次谐波电流幅值的95％概率值，平均值、各次谐波电流相位的平均值；根据95％概率值、平均值在正态分布的公式定义，计算PCC母线各次谐波电压幅值标准差和下游全部线路的各次谐波电流幅值的标准差；步骤二，已知谐波次数时，PCC母线下游各线路的谐波电流幅值服从独立的正态分布，则PCC谐波电流标准差通过各线路谐波电流标准差平方求和再开方求得；步骤三，系统谐波阻抗幅值由PCC谐波电压标准差与PCC谐波电流标准差之比近似计算；步骤四，当线路谐波为主导，背景谐波相角为0，线路贡献的谐波电压与PCC实际测量的谐波电压的夹角为该线路谐波电流相位平均值与PCC谐波电压相位平均值之差的绝对值；线路谐波责任为系统谐波阻抗幅值与线路谐波电流幅值平均值与所述夹角余弦值乘积，除以PCC母线谐波电压幅值平均值，再乘以100％。前述的一种基于电能质量统计数据的谐波责任估算方法，其特征在于，所述步骤一中，根据95％概率值、平均值在正态分布的公式定义，计算PCC母线各次谐波电压幅值标准差和下游全部线路的各次谐波电流幅值的标准差，具体为：P95Upcc,k＝1.645σUpcc,k+μUpcc,kP95I,i,k＝1.645σI,i,k+μI,i,k其中，P95Upcc,k为PCC母线k次谐波电压的幅值95％概率值，μUpcc,k为k次谐波电压幅值平均值，P95I,i,k为同母线下游k次谐波第i条线路电流的幅值95％概率值，μI,i,k为同母线下游k次谐波第i条线路电流幅值平均值；σUpcc,k为PCC母线k次谐波电压幅值标准差，σI,i,k为同母线下游第i条线路k次谐波电流的幅值标准差。前述的一种基于电能质量统计数据的谐波责任估算方法，其特征在于，所述步骤二中，PCC谐波电流标准差通过各线路谐波电流标准差平方求和再开方求得，具体为：σIpcc,k为PCC母线k次谐波电流幅值标准差，σI,i,k为同母线下游第i条线路k次谐波电流的幅值标准差。前述的一种基于电能质量统计数据的谐波责任估算方法，其特征在于，所述步骤三中，系统谐波阻抗幅值由PCC谐波电压标准差与PCC谐波电流标准差之比近似计算，具体为：|Zeq,k|为系统k次谐波阻抗幅值，σUpcc,k为PCC母线k次谐波电压幅值标准差，σIpcc,k为PCC母线k次谐波电流幅值标准差。前述的一种基于电能质量统计数据的谐波责任估算方法，其特征在于，所述步骤四中，线路贡献的谐波电压与PCC实际测量的谐波电压的夹角为该线路谐波电流相位平均值与PCC谐波电压相位平均值之差的绝对值，具体为：αi,k＝|μIθ,i,k-μUθ,k|αi,k为线路i贡献的k次谐波电压与PCC实际测量的谐波电压的夹角，μUθ,k为PCC母线k次谐波电压相位平均值，μIθ,i,k为同母线下游k次谐波第i条线路相位平均值。前述的一种基于电能质量统计数据的谐波责任估算方法，其特征在于，所述步骤四中，线路谐波责任为系统谐波阻抗幅值与线路谐波电流幅值平均值与所述夹角余弦值乘积，除以PCC母线谐波电压幅值平均值，再乘以100％，具体为：Ui,k＝|Zeq,k|μI,i,kRi,k为k次谐波第i条线路责任，Ui,k为第i条线路k次谐波电压幅值，|Zeq,k|为系统k次谐波阻抗幅值，μI,i,k为同母线下游k次谐波第i条线路电流幅值平均值，μUpcc,k为k次谐波电压幅值平均值。本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过电能质量谐波电压、电流的统计数据，以每分钟为考察区间，将标准差之比作为系统谐波阻抗幅值，线路谐波电流与PCC母线谐波电压相角平均值之差的余弦作为线路谐波电压投影至PCC母线谐波电压的余弦。其中，采用标准差之比作为系统谐波阻抗幅值，可有效应对系统动态波动情况，及时反映系统谐波阻抗变化状态；采用相角平均值之差作为投影角度，使其余弦值动态反映线路谐波电压对PCC母线谐波电压的投影变化情况；本方法有效降低所需采样数据需求，每组统计数据对应以1分钟为窗口的考察区间，可快速计算出该单点情况下的一母多线路模型中全部线路的责任值，具有计算量小，容易工程化，适用性高的优点，并提供了系统动态情况对波动量、相角的影响途径，将其反映至谐波责任量化计算，提高结果可信性。附图说明图1是本专利技术方法的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，一种基于电能质量统计数据的谐波责任估算方法，包括步骤：步骤一，根据电能质量数据交换格式PQDIF中统计数据的谐波信息，获得统计周期内(每分钟一点)的PCC(公共耦合节点)母线k次谐波电压的幅值95％概率值P95Upcc,k、k次谐波电压幅值平均值μUpcc,k和k次谐波电压相位平均值μUθ,k；同母线下游k次谐波第i条线路电流的幅值95％概率值P95I,i,k、k次谐波第i条线路电流幅值平均值μI,i,k和k次谐波第i条线路电流相位平均值μIθ,i,k；在电能质量数据统计周期内，统计数据服从正态分布时，95％概率值正态分布服从：P95Upcc,k＝1.645σUpcc,k+μUpcc,k(1)P95I,i,k＝1.645σI,i,k+μI,i,k(2)求得PCC母线k次谐波电压幅值标准差σUpcc,k和同母线下游第i条线路k次谐波电流的幅值标准差σI,i,k。步骤二，理想条件下，同母线下游各线路谐波电流幅值服从独立的正态分布，有：式中，Ii,k是第i条线路k次谐波电流采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电能质量统计数据的谐波责任估算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，根据电能质量数据交换格式PQDIF中统计数据的谐波信息，获得统计周期内PCC母线各次谐波电压幅值95％概率值、平均值、各次谐波电压相位平均值，母线下游全部线路的各次谐波电流幅值的95％概率值，平均值、各次谐波电流相位的平均值；根据95％概率值、平均值在正态分布的公式定义，计算PCC母线各次谐波电压幅值标准差和下游全部线路的各次谐波电流幅值的标准差；步骤二，已知谐波次数时，PCC母线下游各线路的谐波电流幅值服从独立的正态分布，则PCC谐波电流标准差通过各线路谐波电流标准差平方求和再开方求得；步骤三，系统谐波阻抗幅值由PCC谐波电压标准差与PCC谐波电流标准差之比近似计算；步骤四，当线路谐波为主导，背景谐波相角为0，线路贡献的谐波电压与PCC实际测量的谐波电压的夹角为该线路谐波电流相位平均值与PCC谐波电压相位平均值之差的绝对值；线路谐波责任为系统谐波阻抗幅值与线路谐波电流幅值平均值与所述夹角余弦值乘积，除以PCC母线谐波电压幅值平均值，再乘以100％。

【技术特征摘要】
1.一种基于电能质量统计数据的谐波责任估算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，根据电能质量数据交换格式PQDIF中统计数据的谐波信息，获得统计周期内PCC母线各次谐波电压幅值95％概率值、平均值、各次谐波电压相位平均值，母线下游全部线路的各次谐波电流幅值的95％概率值，平均值、各次谐波电流相位的平均值；根据95％概率值、平均值在正态分布的公式定义，计算PCC母线各次谐波电压幅值标准差和下游全部线路的各次谐波电流幅值的标准差；步骤二，已知谐波次数时，PCC母线下游各线路的谐波电流幅值服从独立的正态分布，则PCC谐波电流标准差通过各线路谐波电流标准差平方求和再开方求得；步骤三，系统谐波阻抗幅值由PCC谐波电压标准差与PCC谐波电流标准差之比近似计算；步骤四，当线路谐波为主导，背景谐波相角为0，线路贡献的谐波电压与PCC实际测量的谐波电压的夹角为该线路谐波电流相位平均值与PCC谐波电压相位平均值之差的绝对值；线路谐波责任为系统谐波阻抗幅值与线路谐波电流幅值平均值与所述夹角余弦值乘积，除以PCC母线谐波电压幅值平均值，再乘以100％。2.根据权利要求1所述的一种基于电能质量统计数据的谐波责任估算方法，其特征在于，所述步骤一中，根据95％概率值、平均值在正态分布的公式定义，计算PCC母线各次谐波电压幅值标准差和下游全部线路的各次谐波电流幅值的标准差，具体为：P95Upcc,k＝1.645σUpcc,k+μUpcc,kP95I,i,k＝1.645σI,i,k+μI,i,k其中，P95Upcc,k为PCC母线k次谐波电压的幅值95％概率值，μUpcc,k为k次谐波电压幅值平均值，P95I,i,k为同母线下游k次谐波第i条线路电流的幅值95％概率值，μI,i,k为同母线下游k次谐波第i条线路电流幅值平均值；σUpcc,k为PCC母线k次谐波电压幅...

【专利技术属性】
技术研发人员：张弛，徐卫东，潘冬寅，尹玉君，孙玉军，
申请(专利权)人：国电南瑞南京控制系统有限公司，国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32