一种背景谐波变化下的区间谐波责任定量划分方法、系统技术方案

本发明专利技术公开了一种背景谐波变化下的区间谐波责任定量划分方法、系统，方法包括：谐波样本集构建；依据聚类算法将谐波样本集划分为k个“同场景时段”；计算各场景下母线谐波电压和馈线谐波电流的动态相关性，筛选出线性关系良好的区间数据；构建区间回归模型，并计算回归系数和预测区间，并以区间样本归属某簇误差最小为目标获得最佳样本区间划分方案；分别计算各场景下的区间谐波源谐波责任，累计算出评估时段内谐波源应承担的总谐波责任。本发明专利技术在谐波责任划分的过程中，考虑了用户谐波责任与其生产周期和生产过程的动态时变性关系，在区间谐波责任基础上建立了中长期时间范畴的谐波责任指标集。责任指标集。责任指标集。

【技术实现步骤摘要】
一种背景谐波变化下的区间谐波责任定量划分方法、系统


[0001]本专利技术涉及一种背景谐波变化下的区间谐波责任定量划分方法、系统，属于电能质量谐波分析


技术介绍

[0002]近年来，电力系统结构和用户负荷类型发生了显著改变，电力电子设备的大量使用和非线性负荷的接入使谐波污染问题愈发严重。同时，由各类新型谐波源骤增带来的多谐波源共存、谐波随机性和谐波动态时变性等影响使谐波问题复杂化。为从源头抑制谐波，需准确划分各电力用户对电网公共节点(Point ofCommon Coupling,PCC)谐波畸变应承担的谐波责任。
[0003]实际电力系统中，PCC母线上常连接有多条谐波源负荷馈线，每条母线上的谐波畸变是由所有谐波源注入的谐波电流共同作用后的结果。现有的多谐波源责任划分方法采用谐波电压投影所占比定义谐波责任，即计算各馈线谐波源单独作用于PCC处产生的谐波电压在PCC处总谐波电压方向上的投影占比，其关键是等效谐波阻抗和背景谐波电压的计算。目前电网公司所使用的谐波监测装置输出的测量数据一般为一段监测周期内的统计值，如最大值、最小值、平均值和95％概率大值，这类谐波监测数据不存在时序对应关系。如何利用现有的统计型谐波监测数据进行多谐波源责任划分是目前急需解决的问题。同时，由于谐波监测数据是由背景谐波阻抗变化和背景谐波电压波动等动态时变影响因素共同作用后的结果，如何剔除或减弱这些因素对谐波责任划分的影响是当前的研究热点。且谐波是一种长周期的动态变化电能质量扰动，利用现有的统计型谐波监测数据进行何种时间尺度的动态谐波责任划分得到用户更加认可的结果是目前值得研究的方向和内容。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种背景谐波变化下的区间谐波责任定量划分方法，以用于获得区间谐波责任和总谐波责任评价指标。
[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]根据本专利技术的一方面，提供了一种背景谐波变化下的区间谐波责任定量划分方法，包括：
[0007]S1、谐波样本集构建；
[0008]S2、依据聚类算法将谐波样本集划分为k个“同场景时段”；
[0009]S3、计算各场景下母线谐波电压和馈线谐波电流的动态相关性，筛选出线性关系良好的区间数据；
[0010]S4、构建区间回归模型，并计算回归系数和预测区间，并以区间样本归属某簇误差最小为目标获得最佳样本区间划分方案；
[0011]S5、分别计算各场景下的区间谐波源谐波责任，累计算出评估时段内谐波源应承担的总谐波责任。
[0012]所述S1，包括：
[0013]获取关注母线谐波电压数据以及n条馈线的谐波电流数据；
[0014]依据监测周期内的最小值与最大值组成的区间来表征谐波电流和谐波电压的范围，构建谐波样本集。
[0015]所述S2，包括：
[0016]S2.1、将谐波样本集的全部数据标记为待处理状态；
[0017]S2.2、以谐波样本集中的每个数据P所处位置为圆心，E
ps
为半径作圆，得到包含不同对象数的圆域；
[0018]S2.3、判断数据P的圆域所包含的对象数是否小于最小数目MinP
ts
，如果小于则将数据P标记为边界点，接着执行步骤S2.5；如果大于等于则进入下一步骤S2.4；
[0019]S2.4、将数据P标记为核心数据点，将数据P圆域内未归类为任意一簇的数据点并入到簇C
i
；
[0020]S2..5、检查谐波样本集E中的所有数据点是否已全部并入到某簇或标记为边界点，如果否，则回到步骤S2.2，反复循环直至将每个数据点都进行处理，则输出结果。
[0021]所述动态相关性分析具体为：通过计算给定窗宽下序列相关系数，滑动窗口获取全时段内动态相关性数列作为筛选依据。
[0022]所述S4，包括：
[0023]通过构建区间自变量和区间因变量的函数模型进而借助区间自变量预测未知的区间因变量，并进行区间线性回归以估算区间方程参数；
[0024]分别计算各簇区间线性回归下限模型的回归系数和区间线性回归上限模型的回归系数，继而对所有样本数据计算第i个区间样本在第a个“同场景时段”的预测区间；在得到预测区间后，计算第i个样本属于第a个“同场景时段”的区间估算误差，以获得区间样本归属某簇误差最小为目标，最佳样本区间划分方案为直至第i个区间样本归属某一簇的区间估算误差比归属任一簇的区间估算误差都小；其中，a＝1,2,
…
,k。
[0025]根据本专利技术的另一方面，提供了一种背景谐波变化下的区间谐波责任定量划分系统，包括：
[0026]构建模块，用于谐波样本集构建；
[0027]划分模块，用于依据聚类算法将谐波样本集划分为k个“同场景时段”；
[0028]筛选模块，用于计算各场景下母线谐波电压和馈线谐波电流的动态相关性，筛选出线性关系良好的区间数据；
[0029]获得模块，用于构建区间回归模型，并计算回归系数和预测区间，并以区间样本归属某簇误差最小为目标获得最佳样本区间划分方案；
[0030]计算模块，分别计算各场景下的区间谐波源谐波责任，累计算出评估时段内谐波源应承担的总谐波责任。
[0031]本专利技术的有益效果是：本专利技术在谐波责任划分的过程中，考虑了用户谐波责任与其生产周期和生产过程的动态时变性关系，在区间谐波责任基础上建立了中长期时间范畴的谐波责任指标集；并考虑了背景谐波阻抗变化和背景谐波电压波动的对谐波责任划分的影响，为实际电力系统运行过程中的多谐波源谐波责任划分提供了新思路。
附图说明
[0032]图1是本专利技术流程图；
[0033]图2是谐波电压向量关系图。
具体实施方式
[0034]下面结合附图和实施例，对专利技术作进一步的说明，但本专利技术的内容并不限于所述范围。
[0035]实施例1：如图1
‑
2所示，根据本专利技术实施例的一方面，提供了一种背景谐波变化下的区间谐波责任定量划分方法，包括：S1、谐波样本集构建；S2、依据聚类算法将谐波样本集划分为k个“同场景时段”；S3、计算各场景下母线谐波电压和馈线谐波电流的动态相关性，筛选出线性关系良好的区间数据；S4、构建区间回归模型，并计算回归系数和预测区间，并以区间样本归属某簇误差最小为目标获得最佳样本区间划分方案；S5、分别计算各场景下的区间谐波源谐波责任，累计算出评估时段内谐波源应承担的总谐波责任。
[0036]进一步地，所述S1，包括：获取关注母线谐波电压数据以及n条馈线的谐波电流数据；依据监测周期内的最小值与最大值组成的区间来表征谐波电流和谐波电压的范围，构建谐波样本集。
[0037]进一步地，所述S2，包括：S2.1、将谐波样本集的全部数据标记为待处理状态，执行S2.2；S2.2、以谐波样本集中的每个数据P所处位置为圆心，E
ps
为半径作圆，得到包含不同对象数的圆域，执行S2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种背景谐波变化下的区间谐波责任定量划分方法，其特征在于，包括：S1、谐波样本集构建；S2、依据聚类算法将谐波样本集划分为k个“同场景时段”；S3、计算各场景下母线谐波电压和馈线谐波电流的动态相关性，筛选出线性关系良好的区间数据；S4、构建区间回归模型，并计算回归系数和预测区间，并以区间样本归属某簇误差最小为目标获得最佳样本区间划分方案；S5、分别计算各场景下的区间谐波源谐波责任，累计算出评估时段内谐波源应承担的总谐波责任。2.根据权利要求1所述的背景谐波变化下的区间谐波责任定量划分方法，其特征在于，所述S1，包括：获取关注母线谐波电压数据以及n条馈线的谐波电流数据；依据监测周期内的最小值与最大值组成的区间来表征谐波电流和谐波电压的范围，构建谐波样本集。3.根据权利要求1所述的背景谐波变化下的区间谐波责任定量划分方法，其特征在于，所述S2，包括：S2.1、将谐波样本集的全部数据标记为待处理状态；S2.2、以谐波样本集中的每个数据P所处位置为圆心，E
ps
为半径作圆，得到包含不同对象数的圆域；S2.3、判断数据P的圆域所包含的对象数是否小于最小数目MinP
ts
，如果小于则将数据P标记为边界点，接着执行步骤S2.5；如果大于等于则进入下一步骤S2.4；S2.4、将数据P标记为核心数据点，将数据P圆域内未归类为任意一簇的数据点并入到簇C
i
；S2..5、检查谐波样本集E中的所有数据点是否已全部并入到某簇或标记为边界点，如果否，则回到步骤S2.2，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈仕龙，吴涛，郭成，张梓睿，魏荣智，王朋林，孙竟豪，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：