CN104155519A - 谐波序列关系分析与电力计算相结合的谐波源定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及谐波序列关系分析与电力计算相结合的谐波源定位方法，该方法包括如下步骤：1）采集电能质量监测点的谐波数据；2）分析谐波数据，得到疑似谐波源集合；3）利用电网参数，建立电力计算模型，参考疑似谐波源建立谐波源计算谐波在电网中的分布；4）将电力计算结果与谐波数据对比，得到谐波源集合。本发明利用现有电能质量监测点采集的数据，分析得到疑似谐波源。
Description
技术领域
本发明属于电能质量技术领域，特别涉及谐波序列关系分析与电力计算相结合的谐波源定位方法。
背景技术
传统上，谐波源定位是通过测量某些点(如公共连接点PCC)的电压、电流或功率值，在所测数据的基础上，采用相应的算法判定系统侧和用户侧谁是主要谐波源。若系统侧为主要谐波源，则对电压、电流畸变负主要责任；反之，则用户侧应承担主要责任。基于功率方向的方法简单直观、易于实现。然而，有功功率方向法易受PCC两侧电压相角差的影响，不能正确判断主谐波源位置。无功功率方向法和临界阻抗法等方法易受谐波阻抗估计值的影响；基于谐波阻抗的方法原理简单、清晰。然而，它的前提难以实现，因为谐波阻抗是在扰动情况下测量的，实际中的扰动具有随机性，很不稳定。
当前，专用电能质量监测仪器已经被广泛部署于电网之中。经多年运行，电能质量监测网已经积累海量的监测数据。其中关于谐波的监测数据比较全面地反应了各个时段各个波次的谐波分布情况。在监测网点分布全面合理的情况，具有了利用监测数据来挖掘分析谐波源的定位实现的可行性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供了一种谐波序列关系分析与电力计算相结合的谐波源定位的新方法，解决了谐波源定位不准确的难题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种综合利用数据分析与电力计算的谐波源定位方法，该方法包括以下步骤：
1)根据多个电能质量监测点获得的监测数据，筛选一个时间段内某次含量较高的谐波数据；
2)根据电网拓扑结构，选择两个相邻监测点；
3)对这两个监测点对应的筛选出的谐波数据利用数据时间序列关系分析，得到其节点关系；
4)跳回2)，直至对电网拓扑结构中所有相邻监测点的节点关系，形成节点关系集合；
5)根据节点关系集合，生成疑似谐波源集合；
6)根据电网参数，生成电网计算模型；
7)在疑似谐波源集合中选取谐波源信息，在电网计算模型中设置谐波源，做电力计算；
8)将电力计算得到的谐波分布结果，与筛选后的谐波监测数据做对比，根据其一致度判断，疑似谐波源是否为真正的谐波源；
9)跳回7)，直至疑似谐波源集合中所有谐波源信息参与计算完毕，得到谐波源集合，完成谐波源定位。
优选地，选取THD值高的一段时间，提取该时间段内提取含量最高的某次谐波数据，按照A、B、C三相将数据分类；选取电网拓扑上相邻的两监测节点，对其谐波数据进行时间序列关系分析，并将不同监测点的谐波关系分为无关、接续、交叠、包含和相等。
优选地，步骤4中设置循环，直至形成全部节点关系集合。
优选地，将计算所得各节点关系，转化为图中有向边，则原始数据集被转化为一个有向图；转化规则为：1)从谐波上游节点到下游节点构建一条有向边；2)若两节点谐波等效，则在两节点之间构建一条双向边。
优选地，根据电网的拓扑结构，采集线路、变压器、电抗器、电容器、负荷等参数，建立电网模型。
优选地，根据疑似谐波源的谐波次数、强度、位置信息建立谐波模型，计算谐波分布结果。
优选地，步骤9设置循环，直至疑似谐波源集合中所有谐波源信息参与计算完毕。
本发明的有益效果在于：
1、本发明利用现有电能质量监测点采集的数据，不需要单独装设硬件产品，合理利用了电网已有设备；
2、该方法利用电力计算来验证疑似谐波源，有效排除数据分析产生的误差，提高了结果的准确性。
附图说明
图1为本发明谐波源定位方法的流程图。
图2为单节点谐波序列生成流程图。
具体实施方式
1、数据筛选方法
将电能质量监测数据存入数据库，选取THD值高的一段时间，提取该时间段内提取含量最高的某次谐波数据，按照A、B、C三相将数据分类。
2、谐波序列关系分析方法
每个监测点记录的谐波数据，按照波次、相序和时间，分解成一系列的时间间隔连续的序列。对这样的序列分析，将不同监测点的谐波关系分为5种：无关、接续、交叠、包含和相等，如表1所示：
表格1谐波序列关系定义表
3、节点关系描述
对于相邻的两个节点a和b，对其确定某次谐波的某个相位上的谐波序列集合进行比较，假设a点的序列集合为A，b点的序列集合为B，若：
1)和s2∈B，若s1与s2无关，则称a点与b点无关；
2)若使得s1包含s2,或s1交叠s2,则称a点是b点的谐波上游，反之亦然；
3)若使得s1与s2相等，则称a点与b点谐波等效；
4)若使得s2接续s1，则称b点为a点的疑似谐波下游,反之亦然。
除去以上4种绝对情况，在实际计算中可在去除无关序列后再统计情况2，3，4的出现和所占百分比情况，两节点的关系取决于统计周期内占百分比较多的序列关系。
将计算所得各节点关系，转化为图中有向边，则原始数据集被转化为一个有向图。转化规则为：1)从谐波上游节点到下游节点构建一条有向边；2)若两节点谐波等效，则在两节点之间构建一条双向边。
构建后的有向图可能由一个连通的图或几个不连通的几个子图组成(如图2所示)。其中入度为0的节点即为疑似谐波源(图中虚线圆所圈出节点)。
4、电力计算描述
根据电网参数，生成电网计算模型；在疑似谐波源集合中选取谐波源信息，在电网计算模型中设置谐波源，做电力计算；将电力计算得到的谐波分布结果，与筛选后的谐波监测数据做对比，根据其一致度判断，疑似谐波源是否为真正的谐波源；直至疑似谐波源集合中所有谐波源信息参与计算完毕，得到谐波源集合，完成谐波源定位。
Claims (9)
1.谐波序列关系分析与电力计算相结合的谐波源定位方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，根据多个电能质量监测点获得的监测数据，筛选一个时间段内某次含量较高的谐波数据；
步骤2，根据电网拓扑结构，选择两个相邻监测点；
步骤3，对这两个监测点对应的筛选出的谐波数据利用数据时间序列关系分析，得到其节点关系；
步骤4，跳回步骤2，直至对电网拓扑结构中所有相邻监测点的节点关系，形成节点关系集合；
步骤5，根据节点关系集合，生成疑似谐波源集合；
步骤6，根据电网参数，生成电网计算模型；
步骤7，在疑似谐波源集合中选取谐波源信息，在电网计算模型中设置谐波源，做电力计算；
步骤8，将电力计算得到的谐波分布结果，与筛选后的谐波监测数据做对比，根据其一致度判断，疑似谐波源是否为真正的谐波源；
步骤9，跳回步骤7，直至疑似谐波源集合中所有谐波源信息参与计算完毕，得到谐波源集合，完成谐波源定位。
2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于：将电能质量监测数据存入数据库，选取THD值高的一段时间，提取该时间段内提取含量最高的某次谐波数据，按照A、B、C三相将数据分类。
3.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于：选取电网拓扑上相邻的两监测节点，对其谐波数据进行时间序列关系分析。
4.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于：将不同监测点的谐波关系分为无关、接续、交叠、包含和相等。
5.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于：在所述步骤4中设置循环，直至形成全部节点关系集合。
6.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于：将计算所得各节点关系，转化为图中有向边，则原始数据集被转化为一个有向图；其转化规则为：
1)从谐波上游节点到下游节点构建一条有向边；
2)若两节点谐波等效，则在两节点之间构建一条双向边。
7.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于：根据电网的拓扑结构，采集线路、变压器、电抗器、电容器、负荷参数，建立电网模型。
8.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于：根据疑似谐波源的谐波次数、强度、位置信息建立谐波模型，计算谐波分布结果。
9.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于：在步骤9设置循环，直至疑似谐波源集合中所有谐波源信息参与计算完毕。
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