【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统扰动源，特别是涉及一种谐波和三相不平衡联合概率建模的方法和系统。
技术介绍
1、随着经济发展，用户在要求电能稳定持续供应的同时，也对电能质量提出了更高的要求。其中，影响用户最多的是谐波问题和三相不平衡问题，尤其是新能源机组、轧机、冶炼负荷等设备接入电网运行时，既是潜在的谐波扰动源，也是潜在的三相不平衡扰动源。所以，构建谐波和三相不平衡扰动源联合电能质量发射水平的概率模型是目前亟须解决的课题，但目前针对电网扰动源建模的研究成果仍旧存在诸多不足之处。
2、在扰动源工况划分算法的选择方面，扰动源在实际运行中，可能存在几种不同的运行模式。在这些模式中，其发出的扰动数据可能是不一样的，所以一般要先对扰动源进行工况划分，然后再对扰动源进行按工况建模。本专利技术所提出的联合概率模型沿用这一思想。目前为止，已经存在许多经典的工况划分聚类算法，k-means凭借其简单高效、适用性广泛的特点被普遍应用。但在k-means算法中聚类簇数k难以选取，按经验人为指定，不能保证聚类的结果达到最优；k个初始聚类中心是系统随机选择的，在实际的采样数据中，可能存在孤立点，如果不慎选择孤立点成为初始聚类中心，将对聚类结果产生不良影响。
3、此外，现有关于电力系统扰动源电能质量发射水平的建模一般侧重于单一的谐波源或三相不平衡扰动源。对于谐波源建模主要分为基于机理分析的谐波源建模方法和基于数据分析的谐波源建模方法；对于三相不平衡扰动源的建模主要有阻抗等效法和数据分析法。但是对于既是谐波源又是三相不平衡源的扰动源的电能质量发
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的技术问题，更好地划分扰动源的工况并实现两种扰动源的联合概率建模，本专利技术提供了一种谐波和三相不平衡联合概率建模的方法。
2、该方法包括以下步骤：
3、s1：采集谐波数据和三相不平衡数据
4、
5、式中，为j时刻的i相总谐波畸变率；分别为j时刻的电流零序不平衡度、电流负序不平衡度；分别j时刻的电压零序不平衡度、电压负序不平衡度；其中，n为采集的时刻点总数；
6、s2：无量纲化谐波数据和三相不平衡数据，得
7、
8、其中，
9、
10、式中，为中的最小值；为中的最大值；
11、其它元素以类同方法计算得到；
12、s3：构建相关系数矩阵[r]，
13、
14、式中，分别为xa、xb、xc与的皮尔逊相关系数；分别为xa、xb、xc与的皮尔逊相关系数；分别为xa、xb、xc与的皮尔逊相关系数；分别为xa、xb、xc与的皮尔逊相关系数；
15、其中，
16、
17、式中，为xa的均值；为的均值；
18、以类同方法求得相关系数矩阵[r]中所有皮尔逊相关系数的值；
19、s4：选择相关系数矩阵[r]中最大元素所对应的xi和yz作为聚类特征数据；其中，yz为或或或
20、s5：采用k-means聚类算法划分扰动源的运行工况；
21、s51：利用遗传算法改进初始聚类中心：
22、对xi和yz进行编码；
23、随机选择k个时刻点作为初始聚类中心；其中，k为当前聚类工况数；
24、建立适应度函数，
25、
26、式中，p为遗传算法适应度函数；xg、yg分别为xi和yz的第g个工况聚类中心；yzj为或或或其中，g＝1,2,...,k；
27、计算j时刻属于工况聚类中心xg、yg的适应度值pjg，
28、pjg＝[(xij-xg)(yzj-yg)]2；
29、选择适应度值pjg最小的工况聚类中心作为j时刻的工况聚类中心；
30、通过算术交叉算子对xi和yz进行交叉操作，
31、
32、式中，x'ij、y'zj为经交叉操作的工况聚类中心；α为(0，1)的随机数；
33、通过均匀变异算子进行变异操作，
34、
35、式中，x”i、y”z为经变异操作的工况聚类中心；r为(0，1)的随机数；ximax、ximin为xi的上下限；yzmax、yzmin为yz的上下限；
36、迭代优化工况聚类中心的位置，直至适应度函数收敛，得到当前聚类工况数k对应的聚类结果；其中，所述聚类结果包括多个工况聚类中心及其对应聚类中经无量纲化的样本值；
37、s52：通过cwb聚类评价指标cwb(k)选取扰动源最优聚类工况数k；
38、s6：对每个工况进行谐波和三相不平衡的联合概率建模；
39、若聚类特征数据对应的皮尔逊相关系数大于预设值，则选择frank copula函数对谐波和三相不平衡进行联合概率建模，
40、
41、式中，f(xi,yz)为谐波数据和三相不平衡数据的联合概率密度函数；c(xi,yz)为frank copula函数的表达式；
42、通过相关系数法估计frank copula函数的参数θ，
43、
44、对谐波数据和三相不平衡数据的kendall秩相关系数τ，存在
45、
46、
47、式中，m为该工况下采样的时刻点总数；xij1、xij2分别为j1时刻、j2时刻xi对应的采样值经无量纲化的结果；yzj1、yzj2分别为j1时刻、j2时刻yz对应的采样值经无量纲化的结果；
48、若聚类特征数据对应的皮尔逊相关系数不大于预设值，则，
49、f(xi,yz)＝f(xi)*f(yz)；
50、式中，f(xi)为xi的拟合概率密度函数；f(yz)为yz的拟合概率密度函数；
51、其中，f(xi)通过一维非参数核密度函数求得，
52、
53、式中，b为带宽；k(·)为高斯核函数；为xi的样本数据期望值；
54、f(yz)通过类同方法求得。
55、优选地，采用浮点数编码对xi和yz进行编码。
56、优选地，对所述cwb聚类评价指标cwb(k)，存在
57、
58、式中，h＝1,2,...,k；
59、其中，簇内差异，
60、
61、式中，cw(g)为第g个工况聚类样本的方差值；ng、xm、xg分别为第g个工况聚类样本cg的工况聚类样本数、工况聚类样本值、工况聚类中心；
62、簇间差异，
63、cb(g,h)＝(xg-xh)2；
64、式中，cb(g,h)为第g个工况聚类中心与第h个工况聚类中心之间距离的平方值；xh为第h个工况聚类中心。
65、进一步地，该方法还包括判断所述适应度函数收敛的方法；
<本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种谐波和三相不平衡联合概率建模的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种谐波和三相不平衡联合概率建模的方法，其特征在于，步骤S51中，采用浮点数编码对xi和yz进行编码。
3.如权利要求1所述的一种谐波和三相不平衡联合概率建模的方法，其特征在于，对所述CWB聚类评价指标CWB(k)，存在
4.如权利要求1所述的一种谐波和三相不平衡联合概率建模的方法，其特征在于，还包括判断所述适应度函数收敛的方法；
5.如权利要求1所述的一种谐波和三相不平衡联合概率建模的方法，其特征在于，还包括：
6.如权利要求1至5任一所述的一种谐波和三相不平衡联合概率建模的方法，其特征在于，所述预设值为0.4。
7.一种谐波和三相不平衡联合概率建模的系统，其特征在于，包括采集模块、数据处理模块、工况划分模块和建模模块；
8.如权利要求7所述一种谐波和三相不平衡联合概率建模的系统，其特征在于，还包括评价模块；
9.一种适配于如权利要求7或8任一所述一种谐波和三相不平衡联合概率建模的系统的电子
10.一种适配于如权利要求7或8任一所述一种谐波和三相不平衡联合概率建模的系统的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至6任一所述的方法中的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种谐波和三相不平衡联合概率建模的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种谐波和三相不平衡联合概率建模的方法，其特征在于，步骤s51中，采用浮点数编码对xi和yz进行编码。
3.如权利要求1所述的一种谐波和三相不平衡联合概率建模的方法，其特征在于，对所述cwb聚类评价指标cwb(k)，存在
4.如权利要求1所述的一种谐波和三相不平衡联合概率建模的方法，其特征在于，还包括判断所述适应度函数收敛的方法；
5.如权利要求1所述的一种谐波和三相不平衡联合概率建模的方法，其特征在于，还包括：
6.如权利要求1至5任一所述的一种谐波和三相不平衡联合概率建模的方法，其特征在于，所述预设值为0.4。
【专利技术属性】
技术研发人员：王新宇，王俊芳，杨朋威，陈财福，许才，张爽，白云鹏，汪颖，汪娟，肖先勇，胡文曦，陈韵竹，郑子萱，
申请(专利权)人：国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。