[发明专利]一种基于单频电流传输特性的分布式谐波源辨识方法

说明书

技术领域

本发明涉及用电网络中分布式多电流谐波源辨识方法，特别是关于一种基于单频交流电流传输特性的分布式谐波源辨识方法。

背景技术

电子技术的发展及非线性设备的广泛使用，大量谐波扰动注入电网并引起电压畸变等电能质量问题，严重影响了用电网络的安全稳定运行。智能用电要求对电能质量进行实时监测和控制，通过制定相应的控制策略提高电网的安全性和稳定性。其中，用电网络的谐波监测和谐波治理技术受到了极大关注，分布式用电信息监测网络中谐波源的辨识及分析对提高电能质量、优化网络用电安全及提高用电能效性具有重要的研究价值和意义。目前，谐波源辨识研究主要集中于单一监测点对用电网络谐波扰动水平影响程度的判断和衡量，采用的方法主要包括基于电路模型和测量数据挖掘两方面。基于电路模型的方法是通过测量数据构建系统等效电路，依据等效电路来估测负载的谐波量，该类方法包括阻抗分析等，但是由于用电网络处于持续动态变化中，难以获取足够的先验知识来构建较高精度的电路模型，从而影响谐波源辨识的准确性；基于数据挖掘的方法依据测量的电能信息来构建因果关系，通过对网络用电信息进行挖掘分析，实现对谐波源的定性分析，包括模糊逻辑、统计推理等，该类方法也侧重于对监测对象谐波扰动影响的判断，但是尚未在分布式环境中通过融合网络电能谐波特征量来获取各监测支路向用电网络的实际谐波注入量，为电能谐波的实时控制和补偿提供可靠的参数依据。

电能信息监测传感器在监测支路上测量到的谐波扰动实际上是网络内多个谐波源依据网络阻抗特性综合作用的结果，而不能反映该监测支路向用电网络的实际谐波注入量，不利于对网络电能谐波扰动的实时控制。通过谐波源辨识分析，可以实现各监测支路对网络谐波扰动的责任衡量，判断网络中主谐波源的位置和扰动水平，提高谐波控制的有效性和可靠性。在谐波源辨识方法的研究中，独立分量分析以计算简单、仅需监测装置测量的电压谐波或电流谐波信息、辨识精度较高等特点而表现出极大的研究价值。当前谐波源辨识研究中的独立分量分析模型采用单频电压谐波作为观测信号输入量，通过独立分量分析来对网络内的导纳矩阵进行估测，利用线性解混模型来计算各监测支路的电流谐波注入量。由于线性解混模型主要依据辨识结果之间的非高斯性来判断导纳矩阵是否满足要求，缺乏对导纳矩阵幅度和顺序的有效监督，致使谐波源辨识结果顺序和幅值不确定，需要采用互信息等附加算法来进行谐波源辨识结果顺序和相位调整，增加了算法的复杂性，降低了谐波源辨识的准确性和可靠性。

综上所述，谐波源辨识研究是实现智能用电、提高电能谐波控制实时性和可靠性的关键环节，当前的谐波源辨识方法或因缺乏足够的网络结构信息而影响到谐波源辨识精度，或因缺乏有监督的学习而使谐波源辨识结果准确性和可靠性受到影响。针对该问题，本发明提供一种基于单频电流传输特性的分布式谐波源辨识方法。

发明内容

基于单频电流传输特性的分布式谐波源辨识方法是通过约束条件和最大化非高斯性对快速独立分量分析(FastICA)的电流谐波源辨识过程进行监督和优化，以确定谐波源辨识结果的顺序，提高谐波源辨识的准确性，为用电网络电能谐波治理提供更可靠的参数依据。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于单频电流传输特性的分布式谐波源辨识方法，其包括以下步骤：1)建立电流谐波源辨识模型：

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