一种基于参数估计的谐波分析系统技术方案

一种基于参数估计的谐波分析系统，属于谐波分析技术领域，包括支路、多线路综合判定模块、存储模块和显示模块，每一组支路设有数据源模块、序列发生器和参数估计模块，每一组支路的参数估计模块的信号输出端分别连接多线路综合判定模块的信号输入端。本发明专利技术引入参数估计理论，得出电网谐波的等效阻抗和等效谐波电动势关键信息，传统的人工介入分析转化为智能辅助，提高分析的效率，提高谐波分析的严谨性。本发明专利技术还具有输入输出格式的多样化，离线分析工作模式下输入可以是历史数据，在线分析模式可以是实测实时数据，应用场合多样灵活。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于谐波分析

技术介绍
随着市场经济的大力发展和生产力的提升，对电力的需求越来越大，随之而来的是大量非线性负载和新能源发电设备接入电网，导致电力系统的谐波污染问题越来越严峻，直接影响电网的稳定性和设备的安全寿命。为此，电力系统已经越来越多的进行谐波分析，但传统的谐波分析系统仅仅停留在产生常规报表阶段，并不能通过自动分析获取谐波源的等效电动势和等效阻抗等重要的特征信息，而且在获取测得的历史数据后，需要人工大量的介入，获取报表。并且报表的形式均停留在谐波幅值的柱状图或包含最大值、最小值、95%概率值等常规统计信息的日、周、月报表。由于传统谐波分析理念的落后，系统算法的低效，已经越来越影响电力系统谐波分析的效率和准确性，并且原先的谐波分析系统由于理念的落后出现大量无效分析，甚至误分析的现象。
技术实现思路
基于早期的谐波分析系统不能满足新阶段的谐波分析需求，针对区域内的多条线路，本专利技术提出了一种基于参数估计的谐波分析系统，以适应当前复杂状态下的谐波分析。本专利技术包括至少一组支路、多线路综合判定模块、存储模块和显示模块，所述存储模块和显示模块分别连接在多线路综合判定模块的信号输出端；每一组支路设有数据源模块、序列发生器和参数估计模块，数据源模块的信号输出端连接在序列发生器的信号输入端，序列发生器的信号输出端连接在参数估计模块的信号输入端，每一组支路的参数估计模块的信号输出端分别连接多线路综合判定模块的信号输入端。每一组支路的谐波参数估计模块是针对该组的h次谐波等效电路，它是利用监测点的h次谐波电压和电流来估计该线路的h次谐波等效电动势和等效阻抗。本专利技术所述数据源模块输出的信号为实时监测谐波监测装置输出的实时数据或为历史的第n个h次谐波电压幅值和相角、h次谐波电流幅值和相角。数据源模块可以是现场布设的实时监测谐波监测装置输出的实时数据，也可以是存储在硬盘中的历史数据记录。也就是说，本专利技术的输入可以使多样的，既可以接受实时数据进行在线的参数估计，也可以对历史数据进行离线的参数估计，具体取决于实际应用场合。序列发生器、参数估计模块和多线路综合判定模块为运行于硬件处理设备中的对应的软件代码。多线路综合判定模块对于M个参数估计模块输出的结果进行采集，并且根据用户设定的目标线路和参数估计模块的错误标记进行判断，错误并且需要显示的生成日志存储在存储模块中，并且通过显示模块发送给用户，以便用户可以及时发现、解决问题。硬件处理设备可以是一台个人电脑，也可以是一台高性能的服务器。考虑到数据量和运算速度，通常是一套高性能的服务器，以达到快速的分析计算。本专利技术通过显示器显示将显示的输出信息，存储设备为大容量的硬盘存储器，用于存储分析的结果。所述序列发生器将由数据源模块输出的数据，按照时域升序将谐波电压、电流瞬时值发送给参数估计模块。每一组支路的参数估计模块根据以下公式分别计算取得谐波电压实部值、谐波电压虚部值、谐波电流实部值和谐波电流虚部值：其中，n=1，2，…，N；h为大等于1的整数值；每一组支路的参数估计模块再采用以下公式计算出矩阵Ah和向量Bh：；；令；为谐波源参数等效电阻值；为谐波源参数等效电抗的估计值；谐波源参数估计计算公式是：；令持续激励值；以上h为h次谐波；设Dh为持续激励阈值，Dh为0.1～1.0；每一组支路的参数估计模块通过以下公式分别计算出h次谐波等效电动势的估计值和h次谐波等效阻抗的估计值：；。本专利技术将传统的人工分析转变为智能化分析，引入参数估计理论，得出传统的分析系统无法得到的电网谐波的等效阻抗和等效谐波电动势关键信息，传统的人工介入分析转化为智能辅助，提高分析的效率，提高谐波分析的严谨性。本专利技术还具有输入输出格式的多样化，离线分析工作模式下输入可以是历史数据，在线分析模式可以是实测实时数据，应用场合多样灵活。本专利技术每一支路中的谐波参数估计模块是针对1条线路的h次谐波等效电路，它是利用监测点的h次谐波电压和电流来估计该线路的h次谐波等效电动势和等效阻抗。是h次谐波等效电动势，是h次谐波等效阻抗，是监测点的h次谐波电压，是监测点的h次谐波电流。、称为谐波源参数，、是缓慢变化的。、是监测点实测参数，每隔一定的时间给出1组实测的和——称为瞬时值，、是平稳随机过程。由于谐波源参数和是缓慢变化的，需要每N个数据序列进行1次谐波源参数估计，就是用N个谐波电压、电流瞬时值计算出1组谐波源参数估计值和，，。如果忽略A、B、C相的标识，第n个h次谐波电压幅值和相角可分别记为和、h次谐波电流幅值和相角可分别记为和，根据、、、首先计算出：（11）（12）（13）（14）。然后将N组{本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于参数估计的谐波分析系统，其特征在于包括至少一组支路、多线路综合判定模块、存储模块和显示模块，所述存储模块和显示模块分别连接在多线路综合判定模块的信号输出端；每一组支路设有数据源模块、序列发生器和参数估计模块，数据源模块的信号输出端连接在序列发生器的信号输入端，序列发生器的信号输出端连接在参数估计模块的信号输入端，每一组支路的参数估计模块的信号输出端分别连接多线路综合判定模块的信号输入端；所述数据源模块输出的信号为实时监测谐波监测装置输出的实时数据或为历史的第n个h次谐波电压幅值和相角、h次谐波电流幅值和相角；所述序列发生器将由数据源模块输出的数据，按照时域升序将谐波电压、电流瞬时值发送给参数估计模块；每一组支路的参数估计模块根据以下公式分别计算取得谐波电压实部值、谐波电压虚部值、谐波电流实部值和谐波电流虚部值：其中，n=1，2，…，N；h为大于等于1的整数值；每一组支路的参数估计模块再采用以下公式计算出矩阵Ah和向量Bh：；；令；为谐波源参数等效电阻值；为谐波源参数等效电抗的估计值；谐波源参数估计计算公式是：；令持续激励值；以上h为h次谐波；设Dh为持续激励阈值，Dh为0.1～1.0；每一组支路的参数估计模块通过以下公式分别计算出h次谐波等效电动势的估计值和h次谐波等效阻抗的估计值：；。...

【技术特征摘要】
1.一种基于参数估计的谐波分析系统，其特征在于包括至少一组支路、多线路综合判定模块、存储模块和显示模块，所述存储模块和显示模块分别连接在多线路综合判定模块的信号输出端；每一组支路设有数据源模块、序列发生器和参数估计模块，数据源模块的信号输出端连接在序列发生器的信号输入端，序列发生器的信号输出端连接在参数估计模块的信号输入端，每一组支路的参数估计模块的信号输出端分别连接多线路综合判定模块的信号输入端；所述数据源模块输出的信号为实时监测谐波监测装置输出的实时数据或为历史的第n个h次谐波电压幅值和相角、h次谐波电流幅值和相角；所述序列发生器将由数据源模块输出的数据，按照时域升序将谐波电压、电流瞬时值发送给参数估计模块；每一组支路的参数估计模块根据以下公式分别计算取得谐波电压实部值、谐波电压虚部值、谐波电流实部值和谐波电流虚部值：其中，n=1...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙谊媊，张英杰，罗忠游，朱建华，王琛，谢浩，严鑫，陈龙，李俊一，
申请(专利权)人：国网新疆电力公司电力科学研究院，国家电网公司，江苏中凌高科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32