一种基于联合熵的多谐波源定位方法及系统技术方案

本发明专利技术公开的一种基于联合熵的多谐波源定位方法及系统，包括：获取系统中谐波源个数和各测量节点的谐波电压；通过各测量节点的谐波电压和谐波状态模型，获得谐波次数和每个谐波源的每次谐波电流估测值；基于联合熵法，根据系统中各测量节点的谐波电压、谐波次数与每个谐波源的每次谐波电流估测值，构建不同次数谐波与谐波源之间的联合熵矩阵；将所有不同次数谐波与谐波源之间的联合熵矩阵进行集合，获得联合熵矩阵集；通过联合熵矩阵集、谐波次数、谐波源个数和测量节点个数，获得谐波源定位结果。可在不需要提前了解系统谐波阻抗和拓扑结构的情况下对谐波源进行定位。构的情况下对谐波源进行定位。构的情况下对谐波源进行定位。

【技术实现步骤摘要】
一种基于联合熵的多谐波源定位方法及系统


[0001]本专利技术涉及谐波源定位
，尤其涉及一种基于联合熵的多谐波源定位方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]随着光伏逆变器、电动汽车充电桩、新型非线性家庭负荷等基于电力电子器件类源荷的大规模使用，导致电力系统中的谐波水平恶化，背景谐波含量明显增加，谐波源之间的相互影响也在增加。如果系统谐波注入量超过一定范围，一些电力电子装置将无法正常工作，甚至导致设备加速老化。此外，过多的谐波也会导致系统的谐波损耗增加。为了减轻谐波带来的危害，提高电能质量，准确估计谐波源的位置是首要任务，这可以为谐波治理、滤波器安装选址等电能质量治理工作提供有效的参考信息。
[0004]目前，谐波源定位方法分为基于等效电路模型和谐波状态估计方法两类。基于等效电路模型的定位方法是以戴维南或诺顿等效电路分析方法为基础，结合功率方向法、临界阻抗法和电压电流比法，用于确定谐波源的位置；有源功率方向法被证明不能用于从系统或用户侧准确定位主导谐波源，而无功功率的临界阻抗方法来检测谐波源的位置，在这种方法中，假设系统和用户侧的阻抗是已知的，但这两个阻抗在实际中是很难得到的，因此提出了电压与电流比值差和电流与电压比值差的概念，分别用来定位主导的谐波电压和谐波电流源，然而当系统中存在多个谐波源时，需要对系统中的每个节点进行等效建模并逐一分析，由于实际电网中存在多个谐波源，以及电网参数和拓扑结构的变化，在定位谐波源时可能出现误判，导致此类方法的使用受到限制。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决上述问题，提出了一种基于联合熵的多谐波源定位方法及系统，不需提前知道系统的电网参数与拓扑结构，仅通过获取系统中谐波源个数和各测量节点的谐波电压，并对谐波电压数据进行分析，即可实现谐波源定位，易于在实际电网中使用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]第一方面，提出了一种基于联合熵的多谐波源定位方法，包括：
[0008]获取系统中谐波源个数和各测量节点的谐波电压；
[0009]通过各测量节点的谐波电压和谐波状态模型，获得谐波次数和每个谐波源的每次谐波电流估测值；
[0010]基于联合熵法，根据系统中各测量节点的谐波电压、谐波次数与每个谐波源的每次谐波电流估测值，构建不同次数谐波与谐波源之间的联合熵矩阵；
[0011]将所有不同次数谐波与谐波源之间的联合熵矩阵进行集合，获得联合熵矩阵集；
[0012]通过联合熵矩阵集、谐波次数、谐波源个数和测量节点个数，获得谐波源定位结
果。
[0013]第二方面，提出了一种基于联合熵的多谐波源定位系统，包括：
[0014]数据获取模块，用于获取系统中谐波源个数和各测量节点的谐波电压；
[0015]谐波电流估测值获取模块，用于通过各测量节点的谐波电压和谐波状态模型，获得谐波次数和每个谐波源的每次谐波电流估测值；
[0016]联合熵矩阵获取模块，用于基于联合熵法，根据系统中各测量节点的谐波电压、谐波次数与每个谐波源的每次谐波电流估测值，构建不同次数谐波与谐波源之间的联合熵矩阵；
[0017]联合熵矩阵集获取模块，用于将所有不同次数谐波与谐波源之间的联合熵矩阵进行集合，获得联合熵矩阵集；
[0018]谐波源定位模块，用于通过联合熵矩阵集、谐波次数、谐波源个数和测量节点个数，获得谐波源定位结果。
[0019]第三方面，提出了一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成一种基于联合熵的多谐波源定位方法所述的步骤。
[0020]第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成一种基于联合熵的多谐波源定位方法所述的步骤。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0022]1、本专利技术针对含多谐波源电力系统，所提出的一种基于联合熵的谐波源定位方法可在不需要提前了解系统谐波阻抗和拓扑结构的情况下，仅通过获取系统中谐波源个数和各测量节点的谐波电压，并对谐波电压数据进行分析，即可实现多个谐波源的准确和快速定位，该方法还能发现电力系统中未知谐波源的位置，相比于现有谐波源定位方法需保证系统中至少有一个谐波源与系统存在相互作用，该方法能推广并适用于任何电网结构，对于确保准确定位电力系统中的谐波源位置有重大意义。
[0023]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0024]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
[0025]图1为实施例1公开方法的流程图；
[0026]图2为用于验证实施例1公开方法有效性和准确性的测试图；
[0027]图3为两个在不同时刻下注入谐波时采用实施例1公开方法进行定位的谐波源结果图。
具体实施方式：
[0028]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0029]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常
理解的相同含义。
[0030]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0031]实施例1
[0032]在该实施例中，公开了一种基于联合熵的多谐波源定位方法，如图1所示，包括：
[0033]S1：获取系统中谐波源个数和各测量节点的谐波电压。
[0034]S2：通过各测量节点的谐波电压和谐波状态模型，获得谐波次数和每个谐波源的每次谐波电流估测值，具体包括：对各测量节点的谐波电压进行预处理，获得各测量节点预处理后电压；
[0035]根据各测量节点预处理后电压和谐波状态模型，获得谐波次数和每个谐波源的每次谐波电流估测值。
[0036]其中，谐波次数根据各测量节点预处理后电压确定。
[0037]采用移动均值滤波方法对各测量节点的谐波电压进行预处理。
[0038]谐波状态模型的构建过程为：
[0039]对于第h次谐波，建立谐波状态方程，具体表达式为(1)：
[0040][0041]其中，表征第j个谐波源的第h次谐波电流估测值，为获取的第i个测量节点的第h次谐波电压，Z
ij
为第j个谐波源与第i个测量节点之间的谐波阻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于联合熵的多谐波源定位方法，其特征在于，包括：获取系统中谐波源个数和各测量节点的谐波电压；通过各测量节点的谐波电压和谐波状态模型，获得谐波次数和每个谐波源的每次谐波电流估测值；基于联合熵法，根据系统中各测量节点的谐波电压、谐波次数与每个谐波源的每次谐波电流估测值，构建不同次数谐波与谐波源之间的联合熵矩阵；将所有不同次数谐波与谐波源之间的联合熵矩阵进行集合，获得联合熵矩阵集；通过联合熵矩阵集、谐波次数、谐波源个数和测量节点个数，获得谐波源定位结果。2.如权利要求1所述的一种基于联合熵的多谐波源定位方法，其特征在于，对各测量节点的谐波电压进行预处理，获得各测量节点预处理后电压；根据各测量节点预处理后电压和谐波状态模型，获得谐波次数和每个谐波源的每次谐波电流估测值。3.如权利要求1所述的一种基于联合熵的多谐波源定位方法，其特征在于，基于迭代型主成分分析法对各测量节点的谐波电压和谐波状态模型，获得谐波次数和每个谐波源的每次谐波电流估测值。4.如权利要求1所述的一种基于联合熵的多谐波源定位方法，其特征在于，谐波状态模型的构建过程为：对于第h次谐波，建立谐波状态方程，具体表达式为(1)：其中，表征第j个谐波源的第h次谐波电流估测值，为获取的第i个测量节点的第h次谐波电压，Z
ij
为第j个谐波源与第i个测量节点之间的谐波阻抗，h表示谐波次数，i表示测量节点的个数，i＝1，2，
…
，N；j表示谐波源的个数，j＝1，2，
…
，M；对谐波状态方程(1)进行转化，获得谐波状态模型，具体表达式为(2)：其中，和分别为获取的谐波电压矩阵，谐波电流估测值矩阵和分离系数矩阵。5.如权利要求1所述的一种基于联合熵的多谐波源定位方法，其特征在于，不同次数谐波与谐波源之间的联合熵矩阵的构建过程为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晶晶，林骞，杨阳，李明明，冯树辉，孙小朋，李江涛，曹彬，杨佳佳，滕鸿昌，王璐，范兆凯，肖娟，蔺雪震，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：