CN103926460A - 多谐波源相互影响及其谐波互信息特征提取 - Google Patents

多谐波源相互影响及其谐波互信息特征提取 Download PDF

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夏向阳
王欢
徐林菊
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Abstract

本发明针对电力系统中多谐波源频谱相关性的特征以及多谐波源谐波之间相互影响造成谐波叠加幅值可能增大或抵消的现象。提出互信息特征提取判据算法，将电力电流等间隔采样，对采样值矩阵进行奇异值分解降维取秩，根据矩阵秩高斯分布特点，运用互信息描述数据与高斯分类参数信息关系，得到简明的判据函数，分析多谐波源相互作用是否抵消，以及作用后谐波频谱的特性。该算法可以实现多谐波源互信息特征的提取，多谐波源相互影响后的谐波频谱分析，谐波的计算，对有效安装滤波装置具有重要的意义。

Description

多谐波源相互影响及其谐波互信息特征提取
技术领域
本发明研究智能电网中多谐波源的谐波互信息特征提取，有利于电网电能质量的分析与控制方法的发展，为智能电网技术的研究提供新的思路和基础理论；研究成果可应用在智能电网、分布式发电系统、直流输电系统、电气化铁路牵引供电系统、大型冶金企业等电能质量控制领域。
背景技术
智能电网中许多类型电源（风能、太阳能等多种能源输入和内燃机、储能系统等多种能源转换单元等）运行不确定性强，具有间隙性、复杂性、多样性、不稳定性的特点，其电能质量特征与传统电力系统有很大差异，越来越多的分布式电源和电能质量调节装置渗透在配电系统基础设施中，使传统电网中单相潮流面临双向潮流的问题，且造成谐波之间相互影响。当多个谐波源同时作用时，由于谐波的频率，幅值，相位不同，以及谐波在传输过程中所受的影响，使得智能电网内部谐波非常复杂，带来严重的谐波污染，特别是多逆变器装置存在交互耦合影响等情况，将造成谐波放大，损坏电力设备，严重情况下还会威胁到电力系统的安全稳定运行，就要考虑谐波的多样性和衰减性。运用频谱规律分析不同类型谐波源产生谐波的交互影响与机理，多谐波源互信息提取的成果将有助于提高配电网的安全稳定运行，推进智能电网实用化进程，在理论和实践中均有重要的研究价值。
发明内容
本发明主要针对多谐波源具有的相关性，以及之间相互影响，谐波叠加幅值增大或抵消的情况，提出多谐波源的互信息提取的方法，分析谐波源作用后谐波的特性
（1）谐波电流相互影响的谐波频谱规律：频率不同的谐波相互作用后，频谱含有n个频率，其幅值分别对应n个不同的幅值；频率相同的谐波相互作用后，频谱图只有一个频率，其幅值分别是各个不同谐波次数幅值的相加和；不同次数谐波相角的变化不影响频谱图的变化；频率相同的谐波叠加波形仍为正弦波；n个不同频率的谐波叠加后在半个周期内，相角越小，越接近正弦波
（2）根据不同类型电源的谐波特性在同一局部网络中产生谐波电流具有相关性，一种基于高斯分布假设的互信息特征提取判据算法，算法充分考虑了数据降维后的高斯分布特点，运用互信息描述数据与高斯分类参数信息关系,得到简明的判据函数,简化计算过程求出谐波量。
其有益效果是：
本发明重点研究配电网多谐波源间相互影响和互信息的提取，提供提高配电网电能质量的理论途径
（1）多谐波源间相互影响的特征，分析了不同类型的谐波频谱分布和谐波作用后的频谱一般性规律，可以简单明了地根据谐波具有的规律性分析网络中的谐波畸变情况
（2）通过谐波互信息特征提取，解决了多谐波源具有的特征复杂，不确定性大，关联耦合严重相互影响频谱分析的问题，对电能质量调节装置的安装具有重要的意义。
具体实施方式：
(1)               多种类型电源谐波信息特性研究
首先，利用多种类型电源实际系统数据在Matlab\Power simulink仿真平台上进行仿真，建立风力发电系统谐波数学模型、光伏发电系统谐波数学模型、电能质量控制装置谐波数学模型等，其次比较其在不同情况下产生谐波的情况，深入分析各电源的谐波频谱分布和特性
(2)               谐波互信息特征提取算法研究
信息论中互信息的基本概念，解决以不同类型电源的谐波特性在同一局部网络中产生谐波电流具有相关性问题，互信息作为描述高维数据特征提取分类数据，成功地解决了多谢波源相互影响的谐波频谱分析
1）首先将电流等间隔采样，将采样值表示成矩阵的形式
采用基于扩展普罗尼谱估计法把实际电力系统的非正弦周期波表达为一组以采样序号                                                为自变量的等间隔离散数字序列，因此根据扩展普罗尼谱估计法把负载电流用具有幅值、相位和频率的N个指数组合来逼近一等间隔长度为L的采样数据序列，的近似值为
                   n＝0，1……N-1           （1）
式中          
其中可以是任意的，不需要与基波成整数倍关系，将上式表示为形式
                                    I＝XA                         （2）
式中I ＝矩阵   A＝
                  X＝           （3）
 一个非线性方程组问题，如果电力系统谐波电流的频率是已知的，也就是是确定的，X就应变成一个常系数矩阵，于是就有：
E＝I－XA                              （4）
其中， E 为一个n维零向量
2）判断矩阵的秩 
只要满足N>2P（P为有效秩）的条件，当有有效P求出时，通过m＝P /2,即求出谐波的个数m；采用奇异值分解法来求得其有效秩P，可以判断谐波源谐波的个数
3）分析做行列变换后的矩阵
矩阵行列变换后的，若矩阵的秩为满秩，则多谐波相互作用后谐波没有抵消；若矩阵不为满秩，则谐波源相互抵消
对此时的矩阵中离散的数据进行分析，离散数字表示谐波电流的幅值、和频表示谐波电流的相位率、表示谐波电流的频率；分析数据的 ，即可得到谐波电流幅值、相位、频谱的特性，提取了多谐波源的互信息
4）谐波的计算
数据降维后的高斯分布特点，运用互信息描述数据与高斯分类参数信息关系,还考虑均值差异和异方差的情况，实现谐波的计算。

Claims (2)

1.多谐波源相互影响及其谐波互信息特征提取，其特征在于：同一局部网络中不同类型电源产生谐波电流相互影响，谐波特性具有相关性，谐波叠加幅值可能增大或抵消的现象；将电力电流等间隔采样，对采样值矩阵进行奇异值分解降维取秩，根据矩阵秩高斯分布特点，运用互信息描述数据与高斯分类参数信息关系，得到简明的判据函数，分析多谐波源相互作用是否抵消，以及分析作用后谐波频谱的特性
采样值特征在于：离散数字 表示谐波电流的幅值、和频表示谐波电流的相位率、表示谐波电流的频率：
n＝0，1……N-1
式中       
对采样值矩阵进行奇异值分解降维取秩， 若矩阵的秩为满秩，则谐波相互作用没有抵消；若矩阵不为满秩，则谐波源相互抵消；对降维矩阵的离散数据分析，每一个离散的数据代表着谐波相互影响作用后的谐波的频谱特征；分析数据的 ，即可得到谐波电流幅值、相位、频谱的特性，提取了多谐波源的互信息；互信息特征提取判据函数考虑了数据降维后的高斯分布特点，运用互信息描述数据与高斯分类参数信息关系,还考虑均值差异和异方差的情况，实现谐波的计算。
2.根据权利要求1所述的谐波电流相互影响，其特征在于：频率不同的谐波相互作用后，频谱含有n个频率，其幅值分别对应n个不同的幅值；频率相同的谐波相互作用后，频谱图只有一个频率，其幅值分别是各个不同谐波次数幅值的相加和；不同次数谐波相角的变化不影响频谱图的变化；频率相同的谐波叠加波形仍为正弦波；n个不同频率的谐波叠加后在半个周期内，相角越小，越接近正弦波。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104793082A (zh) * 2015-04-23 2015-07-22 江苏中凌高科技股份有限公司 基于谐波相关分析的电力系统谐波源识别装置
CN107345983A (zh) * 2017-06-29 2017-11-14 苏州市技术性贸易措施咨询服务中心 基于分谐波源相关性的多谐波源系统谐波发射评估方法
CN109635456A (zh) * 2018-12-17 2019-04-16 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于奇异值灵敏度的谐波谐振分析方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0826972A2 (en) * 1996-08-28 1998-03-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Harmonic measurement system
US6215316B1 (en) * 1998-08-11 2001-04-10 The Governor Of The University Of Alberta Method and apparatus for measuring harmonic current sources in electric power distribution systems
CN101566649A (zh) * 2009-05-27 2009-10-28 重庆大学 一种电力系统间谐波检测方法
CN101872977A (zh) * 2010-06-28 2010-10-27 长沙理工大学 智能电网多谐波源间相互影响与电能质量最优控制方法
CN102323494A (zh) * 2011-05-24 2012-01-18 山东电力研究院 一种多谐波源辨识方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0826972A2 (en) * 1996-08-28 1998-03-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Harmonic measurement system
US6215316B1 (en) * 1998-08-11 2001-04-10 The Governor Of The University Of Alberta Method and apparatus for measuring harmonic current sources in electric power distribution systems
CN101566649A (zh) * 2009-05-27 2009-10-28 重庆大学 一种电力系统间谐波检测方法
CN101872977A (zh) * 2010-06-28 2010-10-27 长沙理工大学 智能电网多谐波源间相互影响与电能质量最优控制方法
CN102323494A (zh) * 2011-05-24 2012-01-18 山东电力研究院 一种多谐波源辨识方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
夏向阳 等: "一种新型的谐波电流检测方法研究", 《中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十五届学术年会论文集》 *
夏向阳 等: "优化配置配电网的谐波抑制装置研究", 《电工电能新技术》, vol. 30, no. 3, 31 July 2011 (2011-07-31), pages 84 - 88 *
徐林菊: "多谐波源相互影响的配电网滤波装置优化配置", 《中国优秀硕士论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》, no. 10, 15 October 2012 (2012-10-15), pages 042 - 945 *
谢文彪 等: "一种可最优化计算特征规模的互信息特征提取", 《控制与决策》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104793082A (zh) * 2015-04-23 2015-07-22 江苏中凌高科技股份有限公司 基于谐波相关分析的电力系统谐波源识别装置
CN107345983A (zh) * 2017-06-29 2017-11-14 苏州市技术性贸易措施咨询服务中心 基于分谐波源相关性的多谐波源系统谐波发射评估方法
CN109635456A (zh) * 2018-12-17 2019-04-16 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于奇异值灵敏度的谐波谐振分析方法

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