[发明专利]一种新能源柔性直流并网暂态谐波检测方法及系统

说明书

本公开提出了一种新能源柔性直流并网暂态谐波检测方法及系统，采用皮尔逊相关系数法确定VMD分解模态分量个数K，利用奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)精确定位信号扰动起止时刻，最后通过Hilbert变换及最小二乘拟合提取瞬时幅值频率信息，在实现暂态谐波信号的高精度检测和扰动定位的同时，提高了算法自适应性和计算效率。本公开提高了谐波检测的效率和准确性，有利于根据检测结果对谐波进行治理，减少了电网功率损耗，减少暂态扰动对电网稳态运行产生冲击，提高电网运行的稳定性。

技术领域

本公开涉及电网谐波检测相关技术领域，具体的说，是涉及一种新能源柔性直流并网暂态谐波检测方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

近年来随着我国智能电网的不断发展，以风电、光电为代表的新能源发电不断接入电网，大量非线性电气设备和冲击性负荷投入使用为电网带来了严重的电能质量污染问题，其中以谐波污染为主。谐波的存在增加了电网功率损耗，暂态扰动的随机性对电网稳态运行产生冲击，尤其是在新能源场站通过柔性直流输电远距离外送的新场景下，给系统谐波检测带来了更多挑战，因此有必要对高精度电网谐波及扰动检测方法开展研究。

电力系统谐波分为稳态谐波和暂态谐波，国内外专家对于稳态谐波检测进行了深入研究，而对于暂态谐波/间谐波检测的方法研究较少。目前谐波检测的方法主要有傅里叶变换、瞬时无功功率理论、小波变换和希尔伯特-黄变换(HHT)等，在非同步采样下，傅里叶变换检测谐波会存在频谱泄露和栅栏效应，而且不能检测到暂态谐波；瞬时无功功率理论计算速度快、计算量小、实时性好，但要求信号波形无畸变；小波变换时频局部分析效果较好，但分解过度依赖小波基和分解层数的选取；HHT可自适应分解非线性、非平稳信号，对稳暂态谐波均具备分析能力，但分解频率相近的谐波信号时易出现模态混叠问题。

变分模态分解(VariationalModeDecomposition,VMD)在变分问题框架中采用交替方向惩罚因子不断更新各模态及其中心频率，但VMD一般通过快速傅里叶变换预先判断原始信号中分量的个数K，需要人为观测频谱中心频率，使得该方法自适应性不高且计算效率较低。并且对于新能源柔性直流并网出现的暂态谐波不仅需要检测其瞬时幅值和频率，还要定位其扰动起止时刻，需要更高的检测精度和噪声鲁棒性，目前的检测方法不能满足暂态谐波检测的要求。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种新能源柔性直流并网暂态谐波检测方法及系统，采用皮尔逊相关系数法确定VMD分解模态分量个数K，利用奇异值分解(SingularValue Decomposition,SVD)精确定位信号扰动起止时刻，最后通过Hilbert变换及最小二乘拟合提取瞬时幅值频率信息，在实现暂态谐波信号的高精度检测和扰动定位的同时，提高了算法自适应性和计算效率。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一个或多个实施例提供了一种新能源柔性直流并网暂态谐波检测方法，包括如下步骤：

获取待检测的柔性直流并网系统的电力信号；

设定VMD分解参数，采用皮尔逊相关系数法自适应寻找获得VMD模态分解个数；

根据设定的VMD分解参数和获得的VMD模态分解个数K，对电力信号进行VMD分解，得到K个模态分量；

根据获得的谐波模态区分稳态谐波和暂态谐波，对暂态谐波对应的模态分量进行奇异值分解定位暂态谐波扰动起止时刻，求取暂态谐波各模态分量的瞬时幅值和频率，即获得暂态谐波信号的扰动时间和幅值频率。

一个或多个实施例提供了一种新能源柔性直流并网暂态谐波检测系统，包括设置在电网一次侧检测电力信号的电力互感器和谐波检测处理器，所述谐波检测处理器，包括：