一种考虑电压序列演变规律的电压暂降源识别方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑电压序列演变规律的电压暂降源识别方法，首先构建多类型电压暂降源数据矩阵；然后提取待识别电压暂降序列暂降区域与标准电压暂降源序列暂降区域；根据待识别电压暂降序列暂降区域与标准电压暂降源序列暂降区域，计算相应的距离隶属度和趋势隶属度，并结合比例系数计算综合隶属度；不同比例系数取决于待识别电压暂降序列与多类型标准电压暂降源序列的距离和趋势相对重要程度，采用改进PSO算法求解比例系数，进一步提升电压暂降序列识别准确率；最后根据求解后的比例系数计算新的综合隶属度，以新的综合隶属度建立待辨识电压暂降波形判断准则，根据判断准则对待辨识电压暂降波形进行辨识。对待辨识电压暂降波形进行辨识。对待辨识电压暂降波形进行辨识。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑电压序列演变规律的电压暂降源识别方法


[0001]本专利技术涉及考虑电压序列演变规律的电压暂降源识别方法
，特别涉及一种考虑电压序列演变规律的电压暂降源识别方法。

技术介绍

[0002]电力行业作为排碳大户，提出了构建以新能源为主体的新型电力系统来加速脱碳进程。大规模新能源并网有利于提升电网绿色属性，同时也带来了新能源消纳、供需平衡和电能质量等问题。
[0003]电能质量的好坏将直接影响国民利益，随着我国工业化进程的逐步完善及电力用户的多元化发展，对电能质量提出了更高的要求。电压暂降对电能质量的影响举足轻重，据统计，由于电源暂降而引起的电力系统电能质量问题高达70％以上，已经成为电能质量治理领域最为关心的问题之一。IEEE定义电压暂降为：电压方根均值快速降低至0.1
‑
0.9p.u.且在一定时间内自恢复的暂态扰动现象。电压暂降现象受多种因素作用，不同电压暂降类型的处置方案区别明显，准确的识别电压暂降源类型有利于制定最为适宜的处置方案，避免进一步造成更大的经济损失。因而，精准的电压暂降源辨识亟待研究。
[0004]当前，电压暂降源的精准辨识已经成为电能质量研究的重要方向，众多学者提出了多角度的电压暂降源辨识方法，涉及特征提取、模型构建和大数据分析等内容，取得了不错的效果。常用的电压暂降源辨识方法主要可以分为物理特征方法和大数据分析方法两类。物理特征方法包含暂降波形特征提取和辨识模型构建两个步骤，利用S变换、小波分解和傅里叶变换等信号处理方法有效提取暂降波形内在特征，以均值、标准差和香农熵等指标构建特征指标体系，并作为辨识模型输入；通过BP神经网络、支持向量机和极限学习机等机器学习方法建立辨识模型，实现电压暂降源有效辨识。随着存储技术的快速发展及设备终端广泛部署，可记录分析的电压暂降源数据呈指数式增长，多维度、大规模的样本数据为大数据分析技术的应用提供了有效途径，部分学者开始将深度学习理论引入电压暂降源辨识，通过深度置信网络、卷积神经网络和生成对抗网络等方法构建辨识模型，利用深度学习多层网络架构实现暂降波形的内在构建特征自提取，进而实现电压暂降源有效辨识。上述方法涉及特征提取及辨识模型构建等多步骤，面临特征提取后的特征指标筛选、辨识模型的参数优化等问题限制了辨识准确率提升。
[0005]囿于特征提取容易出现指标冗余现象导致辨识准确率提升空间有限，部分学者开始关注暂降波形自身变化趋势，试图通过挖掘电压暂降源波形演变规律来描述不同暂降波形的相似程度，利用隶属度最大为基础构建辨识准则实现电压暂降源精准辨识。梳理了多种电压暂降源类型，从暂降波形距离角度入手，采用DTW距离方法计算不同暂降波形的距离差值，以暂降波形平均距离差值最小为辨识准则，实现了电压暂降源有效辨识。在采用DTW距离计算距离差值的基础上，利用引入边限距离函数添加规整窗口限制的方法优化DTW距离计算方法，辨识准确率得到了有效提升。从不同暂降波形变换趋势角度出发，通过灰色关联分析方法刻画不同暂降波形在波形趋势上的相似性，利用相似度最大为辨识准则划分了
待辨识暂降波形的暂降类型。上述方法分别从距离和趋势角度量化了暂降波形间的相似程度，辨识准确率有效提升。但暂降波形作为典型时间序列，其相似程度在距离和趋势上均有体现，仅从单一角度量化不同暂降波形的相似程度缺乏整体性。因而，需要一种考虑电压序列演变规律的电压暂降源识别方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术实施例提供了一种考虑电压序列演变规律的电压暂降源识别方法，以至少解决相关技术中对电压暂降源识别仅从单一角度量化不同暂降波形的相似程度缺乏整体性的技术问题。
[0007]根据本专利技术实施例的一方面，提供了一种考虑电压序列演变规律的电压暂降源识别方法，包括：
[0008]构建多类型电压暂降源数据矩阵；
[0009]提取待识别电压暂降序列暂降区域与标准电压暂降源序列暂降区域；
[0010]根据所述待识别电压暂降序列暂降区域与标准电压暂降源序列暂降区域，计算相应的距离隶属度和趋势隶属度，并结合比例系数计算综合隶属度；
[0011]采用改进PSO算法求解所述比例系数；
[0012]根据求解后的比例系数计算新的综合隶属度，以所述新的综合隶属度建立待辨识电压暂降波形判断准则，根据所述判断准则对待辨识电压暂降波形进行辨识。
[0013]可选地，构建多类型电压暂降源数据矩阵具体包括：搜集原始电压暂降序列，并分析各种短路故障、变压器投切和感应电动机启动的多类型电压暂降序列波形演变规律，确定不同类型电压暂降源的标准序列与待辨识电压暂降序列并统一时间长度，构建多类型电压暂降源数据矩阵。
[0014]可选地，所述多类型电压暂降源数据矩阵的表达式为：
[0015][0016]上式中，X
mj
为第m种标准电压暂降源类型在第j个时刻的电压值；m为电压暂降源类型个数，m＝1,2,...,M；j为电压暂降源序列第j个时刻，j＝1,2,...,q；X
ij
为第i个待辨识电压暂降序列在第j个时刻的电压值；i为第i个待辨识电压暂降序列，i＝1,2,...,p。
[0017]可选地，采用DTW距离方法计算待辨识电压暂降序列与标准电压暂降源类型的距离隶属度。
[0018]可选地，计算待辨识电压暂降序列与标准电压暂降源类型的距离隶属度，具体包括：
[0019]根据多类型电压暂降源数据矩阵构建待辨识电压暂降序列与标准电压暂降源类型序列的距离差值矩阵；
[0020]根据所述距离差值矩阵计算待辨识电压暂降序列与标准电压暂降源类型序列的
距离隶属度；
[0021]确定距离隶属度的约束条件；
[0022]根据所述距离隶属度和距离隶属度的约束条件得到待辨识电压暂降序列与不同电压暂降源类型序列的距离隶属度。
[0023]可选地，采用灰色关联分析计算待辨识电压暂降序列与标准电压暂降源类型的趋势隶属度。
[0024]可选地，计算待辨识电压暂降序列与标准电压暂降源类型的趋势隶属度，具体包括：
[0025]将所述多类型电压暂降源数据矩阵构建的待辨识电压暂降波形序列与对比电压暂降波形序列作差，构建趋势差值；
[0026]根据所述待辨识电压暂降波形序列与不同暂降类型在同一时刻的趋势差值计算其灰色关联系数，并根据所述灰色关联系数计算待辨识电压暂降波形所有时刻的趋势差值；
[0027]根据待辨识电压暂降波形所有时刻的趋势差值计算，得到待辨识电压暂降波形序列与不同电压暂降源类型序列的趋势隶属度。
[0028]可选地，结合比例系数计算综合隶属度，具体包括：
[0029]采用灰色指数方法将趋势隶属度值规整到[0,1]区间，得到整后的距离隶属度γ
′
m,i
：
[0030][0031]采用指数灰色将距离隶属度值规整到[0,1]区间，得到整后的趋势隶属度γ
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m,i
：
[0032][本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑电压序列演变规律的电压暂降源识别方法，其特征在于，包括：构建多类型电压暂降源数据矩阵；提取待识别电压暂降序列暂降区域与标准电压暂降源序列暂降区域；根据所述待识别电压暂降序列暂降区域与标准电压暂降源序列暂降区域，计算相应的距离隶属度和趋势隶属度，并结合比例系数计算综合隶属度；采用改进PSO算法求解所述比例系数；根据求解后的比例系数计算新的综合隶属度，以所述新的综合隶属度建立待辨识电压暂降波形判断准则，根据所述判断准则对待辨识电压暂降波形进行辨识。2.根据权利要求1所述的考虑电压序列演变规律的电压暂降源识别方法，其特征在于，构建多类型电压暂降源数据矩阵具体包括：搜集原始电压暂降序列，并分析各种短路故障、变压器投切和感应电动机启动的多类型电压暂降序列波形演变规律，确定不同类型电压暂降源的标准序列与待辨识电压暂降序列并统一时间长度，构建多类型电压暂降源数据矩阵。3.根据权利要求1所述的考虑电压序列演变规律的电压暂降源识别方法，其特征在于，所述多类型电压暂降源数据矩阵的表达式为：上式中，X
mj
为第m种标准电压暂降源类型在第j个时刻的电压值；m为电压暂降源类型个数，m＝1,2,...,M；j为电压暂降源序列第j个时刻，j＝1,2,...,q；X
ij
为第i个待辨识电压暂降序列在第j个时刻的电压值；i为第i个待辨识电压暂降序列，i＝1,2,...,p。4.根据权利要求1所述的考虑电压序列演变规律的电压暂降源识别方法，其特征在于，采用DTW距离方法计算待辨识电压暂降序列与标准电压暂降源类型的距离隶属度。5.根据权利要求4所述的考虑电压序列演变规律的电压暂降源识别方法，其特征在于，计算待辨识电压暂降序列与标准电压暂降源类型的距离隶属度，具体包括：根据多类型电压暂降源数据矩阵构建待辨识电压暂降序列与标准电压暂降源类型序列的距离差值矩阵；根据所述距离差值矩阵计算待辨识电压暂降序列与标准电压暂降源类型序列的距离隶属度；确定距离隶属度的约束条件；根据所述距离隶属度和距离隶属度的约束条件得到待辨识电...

【专利技术属性】
技术研发人员：周柯，奉斌，金庆忍，俞小勇，卢柏桦，谢国汕，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：