【技術實現步驟摘要】
一種基于稀疏分量法的負序電壓責任劃分方法及系統
[0001]本專利技術涉及電能質量管理
，具體為一種基于稀疏分量法的負序電壓責任劃分方法及系統。
技術介紹
[0002]近年來，不平衡負荷大量接入電網，向系統中注入負序電流，劣化了電網的電能質量。現有方法難以在背景諧波波動的工況下準確量化諧波責任。如何在系統側負序電流波動劇烈的復雜工況下，準確量化用戶側責任，是負序電壓責任量化問題的難點。
[0003]現有的系統側阻抗計算方法包括波動量法、一系列回歸法、隨機獨立矢量協方差法、獨立分量法等等。這些方法目前主要應用于諧波責任量化問題中。但由于負序電壓與諧波的責任量化的等值模型彼此相似，因此上述方法也可應用于負序電壓責任量化中。在這些方法中，波動量法作為該領域最經典的方法之一，利用PCC點諧波電壓電流波動量計算諧波阻抗。該方法僅在背景諧波相對穩定的情況下才能保證計算精度，但在高電力電子化率下，PCC點系統側含有大量復雜諧波源，加劇了背景諧波的波動。此外，波動量法僅利用相鄰兩測量諧波數據的波動特性進行計算，未涉及測量數據的統計特性，使得其計算結果易受奇異數據影響。
[0004]為提高算法計算精度，出現了一系列基于線性回歸技術的諧波責任量化方法。該類方法通過回歸直線的斜率來求解諧波阻抗并量化諧波責任，在一定程度上避免了單個奇異樣本對計算結果帶來的不利影響。但隨著背景諧波波動加強，數據的線性聚類度下降，計算誤差也隨之增大。
[0005]為改善算法對背景諧波波動的免疫力，隨機獨立矢量協方差法被提出。該方法...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種基于稀疏分量法的負序電壓責任劃分方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1：將電網從PCC點劃分為系統側與用戶側兩部分，確定諾頓等值電路；通過所述諾頓等值電路構建負序電壓責任量化模型，分別計算用戶側和系統側在PCC點產生的負序電壓；步驟2：通過小波包變換生成稀疏字典D，并將稀疏字典D作用于PCC點處的負序電壓電流觀測信號，得到稀疏變換后的觀測信號聚類直線的斜率；步驟3：根據稀疏變換后的觀測信號聚類直線的斜率，判斷系統側與用戶側的諧波阻抗，從而量化系統側與用戶側在PCC點處的負序電壓責任。2.根據權利要求1所述的基于稀疏分量法的負序電壓責任劃分方法，其特征在于，對于所述步驟1中的諾頓等值電路，即諾頓等效諧波模型，根據疊加原理，有式中：為PCC點測得的負序電壓，由兩側負序電流源共同產生；為公共線路上測得負序電流；Z
s,2
為系統側的等效負序阻抗，Z
c,2
為用戶側的等效負序阻抗；為系統側的等效諧波電流，為用戶側的等效諧波電流；用戶側在PCC點產生的負序電壓為：系統側在PCC點產生的負序電壓為：對于PCC點兩側負序阻抗，通常有Z
s，2
＜＜Z
c，2
????????????????????????????
(4)因此認為從而式(2)、(3)變換為：根據與在上投影所占的比例，得到用戶側與系統側各自的負序電壓責任。3.根據權利要求2所述的基于稀疏分量法的負序電壓責任劃分方法，其特征在于，所述步驟2中，將稀疏字典D作用于PCC點處的負序電壓電流觀測信號具體為：確定式(1)對應的盲源分離模型形式如下：X＝AS
??????????????????????????????????
(7)
式中：觀測信號X對應于源信號S對應于而混合矩陣A由Z
s,2
與Z
c,2
構成；利用稀疏字典矩陣D，將源信號S稀疏化，即使得信號S(D
?1)
T
為稀疏信號，則見下式：X(D
?1)
T
＝AS(D
?1)
T
????????????????????????
(8)變換后的觀測信號X(D
?1)
T
將聚類為兩條過原點的直線；且該變換對混合矩陣A并無改變，從而聚類直線的斜率分別對應于Z
s,2
與Z
c,2
。4.根據權利要求3所述的基于稀疏分量法的負序電壓責任劃分方法，其特征在于，對于式(1)所示諾頓等效諧波模型，假設源信號為稀疏信號，即在絕大多數時候信號值為零，僅少數時候其值非零；則此時測量信號與由用戶側的等效諧波電流產生，從而近似有：從而，此時有：則當信號稀疏時，測量信號與將聚類為一條過原點的直線，且該直線斜率即為Z
s，2
；當信號稀疏時，測量信號與將聚類為一條過原點的直線，且該直線斜率即為Z
c,2
；若源信號與均稀疏，則測量信號與將聚類為兩條過原點的直線；測量信號與的線性聚類程度由式(11)進行判斷；當式(11)成立時，認為具有較好的線性聚類特性；其中，ε為判斷線性聚類的閾值；σ為線性聚類程度；和分別為PCC點測得的第i個負序電壓和電流數據；和分別為PCC點測得的第j個負序電壓和電流數據；設聚類直線斜率為k
l
，根據諾頓等值電路所選定的參考方向，則由下式判斷其對應于Z
s,2
還是Z
c,2
；其中，real(k
l
)表示k
l
的實部。5.一種基于稀疏分量法的負序電壓責任劃分系統，其特征在于，包括負序電壓責任量化模型構建模塊、負序電壓計算模塊、稀疏字典生成模塊、斜率計算模塊和負序電壓責任量化模塊；
所述負序電壓責任量化模型構建模塊將電網從PCC點劃分為系統側與用戶側兩部分，確定諾頓...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉志宇，栗銘婉，孫俊杰，王超，徐凱，張曉珩，馬雷，王睿，岳蕾，趙勁帥，鄭坤，肖宇，宋坤，
申請(專利權)人：四川大學國家電網有限公司，
類型：發明
國別省市：
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