[发明专利]一种基于快速独立分量分析和互信息的谐波源定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于快速独立分量分析和互信息的谐波源定位方法。

背景技术

随着经济和科技的发展，电力系统中非线性设备及负荷大量增加，如高压直流输电和柔性交流输电设备以及电弧炉、调速电动机的广泛使用，使得电力系统谐波源大量增加，造成谐波污染。谐波污染导致设备寿命减少、增加电力系统的线损、降低其运行可靠性，甚至导致电力系统的崩溃。为保证电力系统的安全稳定运行，因此，电力系统需采取谐波抑制措施对谐波进行治理，同时应对谐波污染责任者进行经济惩罚，以减少谐波污染的发生。而治理与惩罚的前提是对谐波源进行定位。

现有的谐波源的定位方法中，均需在电力网络参数和拓扑结构信息，尤其是不同谐波频率下的导纳矩阵，已知的前提下，采用谐波电压、电流等量测数据，进行系列的复杂计算，估计出谐波源。由于电力系统网络复杂，难以获得准确的电力系统拓扑结构和网络参数（不同谐波频率下的导纳矩阵更是难以获得准确），从而谐波源定位的准确性和精度有待提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于快速独立分量分析和互信息的谐波源定位方法，该方法需量测的参数少、计算简单、谐波源的定位更精确、可靠。

本发明实现其发明目的所采用的技术方案是，一种基于快速独立分量分析和互信息的谐波源定位方法，其步骤为：

A、量测所有母线的谐波电压V_n(t)，得到母线的谐波电压矩阵V(t)，V(t)=[V₁(t),V₂(t),…,V_n(t),…,V_N(t)]^T其中n为母线的序号，t为时间，T为矩阵的转置；

B、用移动平滑滤波器对谐波电压V_n(t)进行滤波，得到谐波电压V_n(t)中的慢速电压分量V_n,s(t)，将谐波电压V_n(t)与其相减，得到谐波电压V_n(t)中的快速电压分量V_n,f(t)；

C、将快速电压分量V_n,f(t)组成的快速电压分量矩阵V_f(t)，V_f(t)=[V_1,f(t),V_2,f(t),…,V_n,f(t),…,V_N,f(t)]^T去均值并白化，得到具有零均值和单位协方差的快速电压分量白化矩阵V_f′(t)，V_f′(t)=[V_1,′_f(t),V₂′_,f(t),…,V_n′_,f(t),…,V_N′_,f(t)]^T；

D、对快速电压分量白化矩阵V_f′(t)应用快速独立分量分析算法得到分离矩阵W，即所有母线的导纳构成的导纳矩阵W；然后将导纳矩阵W与谐波电压矩阵V(t)相乘，得到与谐波电压矩阵V(t)对应的谐波电流矩阵I(t)，I(t)=[I₁(t),I₂(t),…,I_n(t),…,I_N(t)]^T，提取谐波电流矩阵中大于零的谐波电流I_n(t)，得到非零谐波电流矩阵I′(t)=[I₁′(t),I₂′(t),…,I_h′(t),…I′_H(t)]^T，其中h为大于零的谐波电流I_n(t)的序号，H为大于零的谐波电流I_n(t)的个数；

E、计算非零谐波电流矩阵I′(t)和谐波电压矩阵V(t)的互信息矩阵找出互信息矩阵中每一列h的最大互信息值这些最大互信息值对应的谐波电压V_n′(t)所在的母线n′，即为谐波源所在母线。

与现有技术相比，本发明的有效益处是：