【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及新能源发电系统，具体涉及一种新能源发电系统的工频相位提取方法及系统。
技术介绍
1、由于新能源发电系统的故障暂态特性与传统同步机电源存在较大差异，导致工频相量距离保护在新能源接入系统中性能严重劣化。为提升距离保护在新能源接入系统中的性能，部分学者提出基于解微分方程算法的距离保护方案，但是新能源电源输出的故障电流特性复杂、谐波含量高，特征量的提取存在困难。
2、部分学者在大规模新能源接入对传统方向元件影响机理研究方面已取得了一系列成果。李钦豪等人分析了基于电压极化的比相式方向元件在双馈风电接入系统中的动作特性，指出在双馈风电接入系统中传统的电压极化方向元件可能误动或拒动；黄涛等人分析了工频变化量方向元件在双馈风电接入系统中的动作特性，指出双馈风电系统等效正序阻抗和负序阻抗不稳定可能导致工频变化量方向元件误动或拒动。李彦宾等人指出逆变型电源等效正序阻抗和负序阻抗的变化会降低工频变化量方向元件以及负序方向元件的灵敏度，在含逆变型电源接入系统中零序方向元件的性能基本不受影响。
3、目前，围绕传统工频量保护在新能源接入系统的适应性分析方面虽然取得了较多有益的结论，但是在如何克服工频量保护失效尚缺乏充分深入的研究。因此，亟需开展新能源接入的交流线路的工频量保护新原理研究，进一步完善新能源接入系统的保护方案。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种准确性高的新能源发电系统的工频相位提取方法及系统
2、为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
3、一种新能源发电系统的工频相位提取方法，包括步骤：
4、步骤1、获取电网交流线路单端的电压和电流数据，根据电压和电流来进行故障启动判据的判定；
5、步骤2、将步骤1中的数据以启动判据成立时刻为基准，以0、δt和2δt截取一个周波的数据作为数据窗i、数据窗ii和数据窗iii的信号；
6、步骤3、对数据窗i、数据窗ii和数据窗iii的信号进行滤波，基于滤波后的信号推导出描述数据特征的过程参数表达式，并计算过程参数与补偿系数的关系；
7、步骤4、利用改进nsga-ii优化算法对补偿系数进行优化求解，以消除非周期性分量的影响。
8、优选地，在步骤1中，故障启动判据如下：
9、
10、其中，i为所测量的电流值；iset1取0.1in；in为线路的额定电流，uset1取10un；uset2取100un，un为线路的额定电压。
11、优选地，步骤2的具体过程为：
12、设输入信号为：
13、
14、式中，a为衰减非周期分量的幅值，e-qt为衰减系数，m为最高谐波的次数，im(n)、分别为n次谐波的幅值和初相位；根据全波傅氏算法，n次谐波分量的实部模值ire(n)和虚部模值iim(n)的时域表达式分别为：
15、
16、式中：t、ω分别为基频分量的周期和角频率(ω＝2πt)；
17、将式(1)带入式(2)得到：
18、
19、令
20、取数据窗i，t∈[0,t],根据式(4)得：
21、
22、延迟δt，取数据窗ii，t∈[δt,t+δt]，得到：
23、
24、其中δt＝p·ts(p＝1,2,3…)，ts为采样周期；
25、令则有：
26、
27、延迟2δt，取数据窗iii，t∈[2δt,t+2δt]，得到：
28、
29、优选地，步骤3的具体过程为：
30、令过程参数p、b、c、d如式(9)所示，根据滤波后的信号实现过程参数的求解；
31、
32、将式(5)、(7)、(8)带入过程参数计算公式(9)，得过程参数表达式：
33、
34、优选地，步骤3中，通过对每个窗口的数据进行傅氏滤波，得到滤波后的信号。
35、优选地，在步骤4中，以工频幅值方差最小构造目标函数
36、其中，h为工频幅值量计算个数、im(n)(k)为k时刻对应的工频量幅值，为h个工频幅值的平均值；
37、根据算术交叉算子替代模拟二进制交叉算子，进而利用改进nsga-ii优化算法实现补偿系数δkc、δks求解。
38、优选地，在步骤4中，根据所求的补偿参数，改进后的基波分量的实部、虚部分别为：
39、
40、改进后的工频相量提取公式为：
41、
42、其中α为所要提取工频电气量的相位角，arctan表示正切反变换计算。
43、优选地，在步骤4中，改进nsga-ii优化算法算术交叉算子为：
44、
45、分别为第t+1代中第i个个体和第j个个体；分别为第t代中第i个个体和第j个个体；a为[0,1]之间的随机数。
46、本专利技术还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述方法的步骤。
47、本专利技术进一步公开了一种新能源发电系统的工频相位提取系统，包括相互连接的存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述方法的步骤。
48、与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
49、本专利技术的工频相位提取方法，将电网交流线路相关数据分为适当的时间窗口，并通过信号滤波来减少非周期性分量的影响，通过参数推导与关系计算帮助理解过程参数与补偿系数之间的关系，最后，优化求解利用nsga-ii算法对补偿系数进行优化，以提高工频相位提取的准确性。
50、本专利技术的基于快速nsga-ii补偿参数寻优的改进傅氏滤波的工频相位提取方法，不同于传统的傅里叶滤波算法，通过从不同数据窗的非递推傅氏算法中消除衰减非周期分量影响，实现对信号中非周期分量补偿系数的计算；经改进后的全波傅氏算法完全不受衰减直流分量的影响，提取工频分量具有更高的精确度。
51、本专利技术的基于快速nsga-ii补偿参数寻优的改进傅氏滤波的工频相位提取方法，能根据不同数据窗的非递推傅氏算法，精确地消除衰减非周期分量影响；仅需要设计三个数据窗，算法简单，减少了计算量，可实现度高；利用改进nsga-ii优化算法实现补偿系数的寻优和求解，提高了求解速度。
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1.一种新能源发电系统的工频相位提取方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的新能源发电系统的工频相位提取方法，其特征在于，在步骤1中，故障启动判据如下：
3.根据权利要求2所述的新能源发电系统的工频相位提取方法，其特征在于，步骤2的具体过程为：
4.根据权利要求3所述新能源发电系统的工频相位提取方法，其特征在于，步骤3的具体过程为：
5.根据权利要求3所述的新能源发电系统的工频相位提取方法，其特征在于，步骤3中，通过对每个窗口的数据进行傅氏滤波，得到滤波后的信号。
6.根据权利要求4所述的新能源发电系统的工频相位提取方法，其特征在于，在步骤4中，以工频幅值方差最小构造目标函数
7.根据权利要求6所述的新能源发电系统的工频相位提取方法，其特征在于，在步骤4中，根据所求的补偿参数，改进后的基波分量的实部、虚部分别为：
8.根据权利要求6所述的新能源发电系统的工频相位提取方法，其特征在于，在步骤4中，改进NSGA-I I优化算法算术交叉算子为
9.一种计算机可读存储介质，其上存
10.一种新能源发电系统的工频相位提取系统，包括相互连接的存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器运行时执行如权利要求1-8中任意一项所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种新能源发电系统的工频相位提取方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的新能源发电系统的工频相位提取方法，其特征在于，在步骤1中，故障启动判据如下：
3.根据权利要求2所述的新能源发电系统的工频相位提取方法，其特征在于，步骤2的具体过程为：
4.根据权利要求3所述新能源发电系统的工频相位提取方法，其特征在于，步骤3的具体过程为：
5.根据权利要求3所述的新能源发电系统的工频相位提取方法，其特征在于，步骤3中，通过对每个窗口的数据进行傅氏滤波，得到滤波后的信号。
6.根据权利要求4所述的新能源发电系统的工频相位提取方法，其特征在于，在步骤4中，以工频幅值方差最小构造目标...
【专利技术属性】
技术研发人员：余斌，严亚兵，敖非，李辉，李刚，欧阳帆，吴晋波，梁文武，臧欣，刘海峰，黄勇，刘永刚，瞿旭，许立强，李勃，袁赛军，肖雨薇，谭力铭，肖豪龙，尹超勇，徐浩，龙雪梅，欧阳宗帅，徐彪，洪权，陈坤，周聪明，刘佼龙，姜维，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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