基于动态策略分析的新能源电能质量控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及新能源技术领域，具体涉及基于动态策略分析的新能源电能质量控制系统及方法。用电网络、传感器组和电能控制系统；所述传感器组包括若干个传感器，均匀安置于用电网络中，采集用电网络中的电能参数，将采集到的电能参数发送至电能控制系统；所述电能控制系统根据采集到的电能参数调节用电网络的运行，进行电能质量控制。其使用基于动态策略的实时分析算法，能够及时有效地发现用电网络中的问题，进而控制用电网络的运行，提升电能的质量。具有实时性强、准确率高和效率高的优点。

【技术实现步骤摘要】
基于动态策略分析的新能源电能质量控制系统及方法
本专利技术属于新能源
，具体涉及基于动态策略分析的新能源电能质量控制系统及方法。
技术介绍
电能质量是指电力系统中电能的质量。理想的电能应该是完美对称的正弦波。一些因素会使波形偏离对称正弦，由此便产生了电能质量问题。一方面我们研究存在哪些影响因素会导致电能质量问题，一方面我们研究这些因素会导致哪些方面的问题，最后，我们要研究如何消除这些因素，从而最大程度上使电能接近正弦波。电能质量问题的提出由来已久，在电力系统发展的早期！电力负荷的组成比较简单，主要由同步电动机、异步电动机和各种照明设备等线性负荷组成，因此衡量电能质量的指标也比较简单，主要有频率偏移和电压偏移两种20世纪80年代以来，随着电力电子技术的发展，非线性电力电子器件和装置在现代工业中得到了广泛应用。同时，为了解决电力系统自身发展存在的问题，直流输电和FACTS技术不断投入实际工程应用！调速电机以及无功功率补偿电容器也大量投入运营。这些设备的运行使得电网中电压和电流波形畸变越来越严重，谐波水平不断上升。另外，冲击性、波动性负荷，例如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等，运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且还会产生电压波动、闪变、三相不平衡等电能质量问题。但另一方面，随着各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备不断普及，人们对电能质量的要求越来越高，因而电能质量成为目前研究的热点。专利号为CN201511003795.2A的专利：地铁供电系统电能质量控制系统及方法提供的技术方案为：包括：采集装置，用于采集高压侧和低压侧的电压和电流；有源滤波器，用于根据采集到的电压和电流，计算得到谐波电流补偿值和无功电流补偿值，所述谐波电流补偿值等于高压侧的谐波电流分量与低压侧的谐波电流分量之和的相反数，所述无功电流补偿值等于高压侧的无功电流分量与低压侧的无功电流分量之和的相反数；监控装置，用于根据所述谐波电流补偿值、所述无功电流补偿值和所述有源滤波器的额定容量，确定所述有源滤波器的工作模式；还用于根据所述有源滤波器的工作模式、所述谐波电流补偿值和所述无功电流值生成电流补偿指令并发送至所述有源滤波器。其使用谐波补偿来提升电能质量，其提升的质量有限，且缺乏针对性和实时性，不能根据用电网络的实时运行状态，制定更为有效的电能控制方案。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供基于动态策略分析的新能源电能质量控制系统及方法，其使用基于动态策略的实时分析算法，能够及时有效地发现用电网络中的问题，进而控制用电网络的运行，提升电能的质量。具有实时性强、准确率高和效率高的优点。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：基于动态策略分析的新能源电能质量控制系统，所述系统包括：用电网络、传感器组和电能控制系统；所述传感器组包括若干个传感器，均匀安置于用电网络中，采集用电网络中的电能参数，将采集到的电能参数发送至电能控制系统；所述电能控制系统根据采集到的电能参数调节用电网络的运行，进行电能质量控制；所述电能控制系统包括：电能信号分析装置、动态策略分析装置、电能调节装置；所述电能信号分析装置，针对采集到的电能参数，对用电网络中的电能运行状态进行信号分析，得出信号分析结果，将信号分析结果发送至动态策略分析装置；所述动态策略分析装置，根据信号分析结果，使用预设的动态策略分析模型，分析当前实时的用电网络的运行状态是否满足设定的条件，若不满足预设的条件，找出当前用电网络的运行状态与预设条件的偏移，根据找出的偏移，发送控制命令至电能调节装置；电能调节装置根据接收到的控制命令，控制用电网络的运行，进而实现电能质量控制。进一步的，所述传感器组至少包括：温度传感器组、电压传感器组、电流传感器组、电弧传感器组、信号采集装置和数据转换装置；所述温度传感器组包含若干个温度传感器，采集用电网络中各处的温度数据；所述电压传感器组包含若干个电压传感器，采集用电网络中各处的电压数据；所述电流传感器组包含若干个电流传感器，采集用电网络中各处的电流数据；所述电弧传感器组包含若干个电弧传感器，采集用电网络中各处的电弧数据；所述信号采集装置包括若干个采集器，均匀设置于用电网络中，获取用电网络的中的实时电信号；所述数据转换装置，将前述各个传感器组以及信号采集装置获取的数据和电信号进行模/数转换后，发送至电能控制系统。进一步的，所述电能信号分析装置，针对采集到的电能参数，对用电网络中的电能运行状态进行信号分析，得出信号分析结果的方法执行以下步骤：步骤1：对接收到的参数进行预处理的步骤；步骤2：根据预处理后的参数，进行信号降噪的步骤；步骤3：对降噪后的信号进行信号分析和展示的步骤；其中，步骤2具体包括：根据接收到的参数，建立初始的电信号用如下公式表示：PP＝Asincos(wt+kx)；其信号能密度为：其中，A为信号幅度；w为信号的相位；t为信号时间参数；k为修正系数，为任意正整数；x为修正幅度，为任意正小数；ρ为能量密度常数；c为信号传播速度常数；将初始信号分为三个部分，分别为：噪声信号部分、信号部分和误差信号部分；根据噪声信号部分产生的噪声信号和误差信号部分产生的误差信号，调整输出信号，使得输出信号的输出为：PS＝βAcos(wt-kx+α)；其中，β为输出信号的幅度增强系数，为小于1的任意正数；α为相位修正值，设定范围为0～180；使得输出信号的信号能密度为：由此计算得到信号级差：信号输出单元最终根据信号级差，调整输出信号的参数，使得β为1，α为π，得到最终的输出信号，将最终的输出信号进行滤信号后，输出降噪后的最终的信号。进一步的，所述步骤3对降噪后的信号进行信号分析和展示的步骤包括：建立信号分析的状态方程，所述状态方程使用如下公式表示：其中，k为时刻，sk∈Rn为状态向量；zk为观测向量；fk为系统函数；wk为信号的水平分量；hk为信号的竖直分量；hk为观测函数；，将分析出的结果，进行可视化展示。进一步的，所述根据信号分析结果，使用预设的动态策略分析模型，分析当前实时的用电网络的运行状态是否满足设定的条件，若不满足预设的条件，找出当前用电网络的运行状态与预设条件的偏移的方法执行以下步骤：进行数据建模；进行偏移分析，包括：根据建立的模型，采用如下公式，计算模型生成的电能运行状态与预设的条件进行偏移计算，即得到R2得分，得分越高，表示偏移越小，当偏移在设定的阈值范围内时，则不进行进一步操作，若偏移超过设定的阈值，则发送控制命令至电能调节装置；电能调节装置根据接收到的控制命令，控制用电网络的运行，进而实现电能质量控制；其中y代表模型生成的偏移(预测值)；代表预设的条件；nsamples代表进入模型的数据量的大小。进一步的，所述进行数据建模的方法执行以下步骤：获取用于建模的数据，作为输入变量，用xi表示，其中，i代表该数据中的第i个变量；。设定一个权重函数，用wi表示，将每个输入变量与相对应的权重函数进行卷积运算，得到第一中间结果；设定一个激励函数，所述激励函数为：设定神经网络的神经元阈值为：Θ；将第一中间结果和该激励函数以及神经元阈值进行运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于动态策略分析的新能源电能质量控制系统，所述系统包括：用电网络、传感器组和电能控制系统；所述传感器组包括若干个传感器，均匀安置于用电网络中，采集用电网络中的电能参数，将采集到的电能参数发送至电能控制系统；所述电能控制系统根据采集到的电能参数调节用电网络的运行，进行电能质量控制；其特征在于，所述电能控制系统包括：电能信号分析装置、动态策略分析装置、电能调节装置；所述电能信号分析装置，针对采集到的电能参数，对用电网络中的电能运行状态进行信号分析，得出信号分析结果，将信号分析结果发送至动态策略分析装置；所述动态策略分析装置，根据信号分析结果，使用预设的动态策略分析模型，分析当前实时的用电网络的运行状态是否满足设定的条件，若不满足预设的条件，找出当前用电网络的运行状态与预设条件的偏移，根据找出的偏移，发送控制命令至电能调节装置；电能调节装置根据接收到的控制命令，控制用电网络的运行，进而实现电能质量控制。/n

【技术特征摘要】
1.基于动态策略分析的新能源电能质量控制系统，所述系统包括：用电网络、传感器组和电能控制系统；所述传感器组包括若干个传感器，均匀安置于用电网络中，采集用电网络中的电能参数，将采集到的电能参数发送至电能控制系统；所述电能控制系统根据采集到的电能参数调节用电网络的运行，进行电能质量控制；其特征在于，所述电能控制系统包括：电能信号分析装置、动态策略分析装置、电能调节装置；所述电能信号分析装置，针对采集到的电能参数，对用电网络中的电能运行状态进行信号分析，得出信号分析结果，将信号分析结果发送至动态策略分析装置；所述动态策略分析装置，根据信号分析结果，使用预设的动态策略分析模型，分析当前实时的用电网络的运行状态是否满足设定的条件，若不满足预设的条件，找出当前用电网络的运行状态与预设条件的偏移，根据找出的偏移，发送控制命令至电能调节装置；电能调节装置根据接收到的控制命令，控制用电网络的运行，进而实现电能质量控制。


2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器组至少包括：温度传感器组、电压传感器组、电流传感器组、电弧传感器组、信号采集装置和数据转换装置；所述温度传感器组包含若干个温度传感器，采集用电网络中各处的温度数据；所述电压传感器组包含若干个电压传感器，采集用电网络中各处的电压数据；所述电流传感器组包含若干个电流传感器，采集用电网络中各处的电流数据；所述电弧传感器组包含若干个电弧传感器，采集用电网络中各处的电弧数据；所述信号采集装置包括若干个采集器，均匀设置于用电网络中，获取用电网络的中的实时电信号；所述数据转换装置，将前述各个传感器组以及信号采集装置获取的数据和电信号进行模/数转换后，发送至电能控制系统。


3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述电能信号分析装置，针对采集到的电能参数，对用电网络中的电能运行状态进行信号分析，得出信号分析结果的方法执行以下步骤：步骤1：对接收到的参数进行预处理的步骤；步骤2：根据预处理后的参数，进行信号降噪的步骤；步骤3：对降噪后的信号进行信号分析和展示的步骤；其中，步骤2具体包括：根据接收到的参数，建立初始的电信号用如下公式表示：PP＝Asincos(wt+kx)；其信号能密度为：其中，A为信号幅度；w为信号的相位；t为信号时间参数；k为修正系数，为任意正整数；x为修正幅度，为任意正小数；ρ为能量密度常数；c为信号传播速度常数；将初始信号分为三个部分，分别为：噪声信号部分、信号部分和误差信号部分；根据噪声信号部分产生的噪声信号和误差信号部分产生的误差信号，调整输出信号，使得输出信号的输出为：PS＝βAcos(wt-kx+α)；其中，β为输出信号的幅度增强系数，为小于1的任意正数；α为相位修正值，设定范围为0～180；使得输出信号的信号能密度为：由此计算得到信号级差：信号输出单元最终根据信号级差，调整输出信号的参数，使得β为1，α为π，得到最终的输出信号，将最终的输出信号进行滤信号后，输出降噪后的最终的信号。


4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述步骤3对降噪后的信号进行信号分析和展示的步骤包括：建立信号分析的状态方程，所述状态方程使用如下公式表示：其中，k为时刻，sk∈Rn为状态向量；zk为观测向量；fk为系统函数；wk为信号的水平分量；hk为信号的竖直分量；hk为观测函数；，将分析出的结果，进行可视化展示。


5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述根据信号分析结果，使用预设的动态策略分析模型，分析当前实时的用电网络的运行状态是否满足设定的条件，若不满足预设的条件，找出当前用电网络的运行状态与预设条件的偏移的方法执行以下步骤：进行数据建模；进行偏移分析，包括：根据建立的模型，采用如下公式，计算模型生成的电能运行状态与预设的条件进行偏移计算，即得到R2得分，得分越高，表示偏移越小，当偏移在设定的阈值范围内时，则不...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐富祥，张治德，隋峰，
申请(专利权)人：山东山大世纪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37