专利名称：干扰负荷的闪变污染注入水平检测方法
技术领域：
本发明涉及一种测量电变量并进行分析处理的计算机检测方法，特别是一种干扰负荷的闪变污染注入水平检测方法。
背景技术：
在现有技术中，ー些大容量、强非线性的冲击性干扰负荷给电网带来严重的电能质量污染，这些污染会造成电能损耗、设备损坏、影响产品质量，给电网和用户带来巨大损失。在多种电能质量污染中，闪变是一种由负荷 波动引起的电能质量污染现象，通过电网传播而严重影响电网运行的可靠性，并导致更大范围内用户的产品质量下降，甚至引发设备故障。由于在供电点监测的电压波动是所有负荷共同作用的结果，其对应的闪变强度也是电网全部闪变污染的累积，而电能质量污染通常是由不良用户引起的，本专利发明人曾就解决该问题于2009年申请过专利名称为“电能质量污染源的监测与定向系统”的专利，该专利解决了污染源的定向问题，却未给出各个污染源的具体大�。沟迷谥卫淼缤墓讨校鞔尾环郑卫硇实拖拢贾掠没в玫缧实汀⒌缤诵蟹绞降貌坏接行У挠呕薹ㄓ行Ъ跎俚绁模饩錾鲜鑫侍猓Φ闭页鲋饕廴驹�、计算污染用户各自的污染量，以便划分污染责任。
发明内容
本发明的目的在于根据现有技术的不足之处而提供ー种能够提高电网治理效率，优化电网运行方式、减少电网电能消耗的干扰负荷的闪变污染注入水平检测方法。本发明所述的干扰负荷的闪变污染注入水平检测方法，其要点在于，包括以下步骤提供一种负荷闪变污染检测装置，包括有负荷信号采集�？�、第一存储�？�、负荷污染数据分析�？�、负荷模型參数辨识�？椋尘拔廴臼莘治瞿？�、注入水平分析�？橐约暗讠舜娲⒛？�、第三存储�？椋桓汉尚藕挪杉？椴杉飨呗犯汉傻牡缪购偷缌鞑ㄐ涡藕牛⒔貌ㄐ涡藕糯娲⒌降谝淮娲⒆爸弥凶魑际荩诙娲⒛？橹写娲⒂懈扇鸥汉晌廴咀⑷肽Ｐ秃捅尘拔廴咀⑷肽Ｐ停桓汉晌廴臼莘治瞿？榈姆治霾街栉崛〉谝淮娲⒆爸弥械脑际荩偷礁汉赡Ｐ蛥⑹媸赌？橹薪写恚竦媚Ｐ蛥⑹淮拥诙娲⒛？橹刑崛「扇鸥汉晌廴酒拦兰扑隳Ｐ停唤痈汉赡Ｐ蛥⑹媸赌？橹谢竦玫哪Ｐ蛥⑹敫扇鸥汉晌廴咀⑷肽Ｐ停桓俚缪共ǘ担贠. 05Hz-35Hz频宽内的小波基函数上对获得的干扰负荷污染注入模型进行展开，求得对应的小波包系数；
根据离线计算得到的不同小波ニ叉树节点对应得到瞬时视感度系数，然后加权计算小波包系数对应的负荷注入污染瞬时视感度Pi (t) ；i指某一干扰负荷污染源；背景污染数据分析�？榈姆治霾街栉崛〉谝淮娲⒆爸弥械脑际荩莸缪购偷缌鞑ㄐ涡藕鸥傧低车刃ё韬迹葑艿牡刃Ц汉傻缌骱凸┑绲愕缪辜扑阆低车刃У缪梗徊捎酶春戏е邓惴ㄌ蕹搜鄄荒懿炀醯男藕欧至浚�
从第二存储�？橹刑崛”尘拔廴咀⑷肽Ｐ停俚缪共ǘ担贠. 05Hz-35Hz频宽内的小波基函数上对获得的背景污染评估计算模型进行展开，求得对应的小波包系数；根据离线计算得到的不同小波ニ叉树节点对应得到瞬时视感度系数，然后加权计算小波包系数对应的背景污染瞬时视感度Ps (t);注入水平分析�？榉直鸺扑忝扛鍪奔涞闵系腜i (t)和Ps (t)，并计算每个时间点上的μ和样本标准差O，当Pi-μ > σ时,对象污染源i为首要污染源；当Pi e [ μ +0. 5 O，μ + σ ]时,对象污染源i为主要污染源；当Pi e [ μ -O. 5 σ , μ +0. 5 σ ]时,对象污染源i为平均污染源；当Pi e [μ-σ , μ -O. 5 σ ]时，对象污染源i为次要污染源；当Pi_ μ <-σ时，对象污染源i为轻微污染源；所述的对象污染源i包括干扰负荷污染源和背景污染源在内的各种污染源；将计算所得的各污染源根据其污染严重程度进行标示，并存储到第三存储�？橹小i是指任一时间点上的注入污染瞬时视感度或者背景污染瞬时视感度。这样，通过计算机的处理，最終获得每个线路干扰负荷污染的污染源程度评定，在治理电网的过程中，便可根据主、次污染源分别进行处理。本发明还引入了背景污染源的概念，将背景污染与用户干扰负荷污染剥离开来，明确污染源的具体所在和主次分别，在电网运行过程中，背景污染也经常是闪变污染源的首要污染，因此，本发明所述闪变污染注入水平的检测方法便是通过对供电点的各个污染源进行主次评定，从而为主次有序治理电网提供強大的数据基础，大大提高了电网的治理效率，使得电网运行方式得到有效的优化，减少电カ损耗，提高了用户的用电效率。本发明可以进一歩具体为负荷模型參数辨识�？榈氖荽聿街枞缦赂莸谝淮娲⒆爸弥械母鞲鱿呗吠ǖ赖牡缪购偷缌鞑ㄐ涡藕牛∪⌒〔ɑ庭瞬媸鹘峁梗纸獾缪购偷缌鞑ㄐ涡藕牛粤母鲋懿ǖ缪挂约暗缌魇菪藕沤斜浠患扑悖玫椒纸猊瞬媸髂┒说慕诘阆凳徊捎酶春戏е邓惴ù碛胧痈卸缺浠薰氐慕诘阆凳蕹巧帘淦刀蔚男藕牛辉谛〔ㄓ蚪⑽廴灸Ｐ停右陨系缪沟缌鞯慕诘阆凳毓沟玫阶⑷肽Ｐ蛥⑹�。电网中的波动负荷实际上呈现无规律的变化，绝大部分闪变污染是非平稳型的。如果仍然沿用稳态模型定义，对闪变污染类型作较强的假设，将使污染责任分摊结果偏离实际情況。所以，必须在负荷污染模型中保留非平稳型特征。此外，电压谐波调制产生、次谐波和间谐波都会引起负荷功率的振荡。负荷污染注入模型需要表征由次谐波、间谐波或谐波调制引起的闪变。建立干扰负荷闪变污染注入模型的关键就是分析多种因素对负荷基波功率的影响。电信号中的次谐波、间谐波及谐波调制对基波有功功率的影响可以等效看作是在基波功率有效值上叠加了低频的非平稳过程。与基波功率波动特征相对应，干扰负荷闪变污染的阻抗模型(即模型參数辨识�？橹兄毓沟哪Ｐ蛥⑹�)就是Z(t)=Ztl* (1+Λ Z (t))，其中Ztl由负荷平均功率确定，而AZ(t)描述了污染负荷的时变非平稳变化过程。进ー步地，可以建立闪变污染负荷的一般阻抗模型Z(t) =R(t)+jX(t)，其中R(t)、X(t)可以从负荷电压、电流波形进行在线辨识。本发明还可以进一歩具体为还包括有闪变污染源的污染强度计量�？椋涠ㄒ謇┱刮狝 = O. 714*F(p(t))，F表示取95%概率大值，A表示在观测期间内不同用户的污染高峰量；在设定的观测期间内计算p(t)的累加值P即为用户污染的计量值，将该值存储到 第三存储�？橹�。
在进行主次判别的检测后，还可将设定时间内的用户污染计量值作为电网治理的辅助參数。这样是因为，通常的负荷波动是非平稳型的，上述定义的指标是ー种随时间变化的动态指标，能够适用非平稳的电压波动。综上所述，本发明提供了一种干扰负荷闪变污染注入水平检测方法，在公共连接点上结合负荷污染和背景污染的分析和处理，明确污染的主次分別，从而为主次有序治理电网提供強大的数据基�。蟠筇岣吡说缤闹卫硇剩沟玫缤诵蟹绞降玫接行У挠呕跎俚绁鸷模岣吡擞没У挠玫缧�。
图I所示为本发明所述干扰负荷的闪变污染注入水平检测装置的原理结构示意图。图2所示为本发明所述实施例中为计算实例所描述的简单供电系统结构示意图。下面结合实施例对本发明做进ー步描述。
具体实施例最佳实施例參照附图1，干扰负荷的闪变污染注入水平检测方法，包括以下步骤提供一种负荷闪变污染检测装置，包括有负荷信号采集�？�、第一存储�？�、负荷污染数据分析�？�、负荷模型參数辨识�？椋尘拔廴臼莘治瞿？�、注入水平分析�？橐约暗讠舜娲⒛？椤⒌谌娲⒛？椋桓汉尚藕挪杉？椴杉飨呗犯汉傻牡缪购偷缌鞑ㄐ涡藕牛⒔貌ㄐ涡藕糯娲⒌降谝淮娲⒆爸弥凶魑际荩诙娲⒛？橹写娲⒂懈扇鸥汉晌廴咀⑷肽Ｐ秃捅尘拔廴咀⑷肽Ｐ停桓汉晌廴臼莘治瞿？榈姆治霾街栉崛〉谝淮娲⒆爸弥械脑际荩偷礁汉赡Ｐ蛥⑹媸赌？橹薪腥缦麓硌∪⌒〔ɑ庭瞬媸鹘峁梗纸獾缪购偷缌鞑ㄐ涡藕牛粤母鲋懿ǖ缪挂约暗缌魇菪藕沤斜浠患扑悖玫椒纸猊瞬媸髂┒说慕诘阆凳�
采用复合阀值算法处理与视感度变化无关的节点系数，剔除非闪变频段的信号，在小波域建立污染模型，从以上电压电流的节点系数重构得到注入模型參数；从第二存储模块中提取干扰负荷污染评估计算模型；将从负荷模型參数辨识�？橹谢竦玫哪Ｐ蛥⑹敫扇鸥汉晌廴咀⑷肽Ｐ停桓俚缪共ǘ担贠. 05Hz-35Hz频宽内的小波基函数上对获得的干扰负荷污染注入模型进行展开，求得对应的小波包系数； 根据离线计算得到的不同小波ニ叉树节点对应得到瞬时视感度系数，然后加权计算小波包系数对应的负荷注入污染瞬时视感度Pi (t) ；i指某一干扰负荷污染源；背景污染数据分析�？榈姆治霾街栉崛〉谝淮娲⒆爸弥械脑际荩莸缪购偷缌鞑ㄐ涡藕鸥傧低车刃ё韬迹葑艿牡刃Ц汉傻缌骱凸┑绲愕缪辜扑阆低车刃У缪梗徊捎酶春戏е邓惴ㄌ蕹搜鄄荒懿炀醯男藕欧至浚淮拥诙娲⒛？橹刑崛”尘拔廴咀⑷肽Ｐ停俚缪共ǘ担贠. 05Hz-35Hz频宽内的小波基函数上对获得的背景污染评估计算模型进行展开，求得对应的小波包系数；根据离线计算得到的不同小波ニ叉树节点对应得到瞬时视感度系数，然后加权计算小波包系数对应的背景污染瞬时视感度Ps (t)；注入水平分析模块分别计算每个时间点上的Pi (t)和Ps (t)，并计算每个时间点上的μ和样本标准差O，当Pi-μ > σ时,对象污染源i为首要污染源；当Pi e [ μ +0. 5 O，μ + σ ]时,对象污染源i为主要污染源；当Pi e [ μ -O. 5 σ , μ +0. 5 σ ]时,对象污染源i为平均污染源；当Pi e [μ-σ , μ -O. 5 σ ]时，对象污染源i为次要污染源；当Pi_ μ <-σ时，对象污染源i为轻微污染源；所述的对象污染源i是指包括干扰负荷污染源和背景污染源在内的各种污染源；将计算所得的各污染源根据其污染严重程度进行标示(可定义为责任分摊标示)，并存储到第三存储模块中。提供ー种具体的负荷模型參数辨识�？楹透扇鸥汉晌廴咀⑷肽Ｐ偷纳煞椒▍⒄崭酵�2 :设系统电压Us = Us0+ ΛUs，其中Us0是电压波动均值，ΛUs是波动量；公共连接点电压Upcc = Upcc0+ ΔUp。。，其中Upcxtl是电压波动均值，ΔUpcc是波动量；负荷阻抗Ζ。=Zc0+ Λ Ζ。，其中Zcfl是阻抗波动均值，Λ Zc是阻抗波动量。(I)当系统电压和负荷都不存在波动时，(2)将式(I)进行Taylor展开并舍去高次项，得到(3)记标幺值Δ >:=Δ江/t/s。,A^pcc =Α /Upcc.,、ΔΖ: = ΔΖ/|Ζふ以为參考相量，并
考虑到系统阻抗IzsI □ Zc和式(2)，那么式(3)可写成式(4)。
权利要求
1.干扰负荷的闪变污染注入水平检测方法，其特征在于，包括以下步骤 提供一种负荷闪变污染检测装置，包括有负荷信号采集�？椤⒌谝淮娲⒛？�、负荷污染数据分析�？�、负荷模型參数辨识�？椋尘拔廴臼莘治瞿？�、注入水平分析�？橐约暗讠舜娲⒛？�、第三存储�？椋� 负荷信号采集模块采集各线路负荷的电压和电流波形信号，并将该波形信号存储到第一存储装置中作为原始数据，第二存储�？橹写娲⒂懈扇鸥汉晌廴咀⑷肽Ｐ秃捅尘拔廴咀⑷肽Ｐ停� 负荷污染数据分析�？榈姆治霾街栉� 提取第一存储装置中的原始数据，传送到负荷模型參数辨识模块中进行处理，获得模型參数； 从第二存储�？橹刑崛「扇鸥汉晌廴酒拦兰扑隳Ｐ停� 将从负荷模型參数辨识�？橹谢竦玫哪Ｐ蛥⑹敫扇鸥汉晌廴咀⑷肽Ｐ停� 跟踪电压波动幅值，在O. 05HZ-35HZ频宽内的小波基函数上对获得的干扰负荷污染注入模型进行展开，求得对应的小波包系数； 根据离线计算得到的不同小波ニ叉树节点对应得到瞬时视感度系数，然后加权计算小波包系数对应的负荷注入污染瞬时视感度Pi (t) ；i指某一干扰负荷污染源； 背景污染数据分析�？榈姆治霾街栉� 提取第一存储装置中的原始数据，根据电压和电流波形信号跟踪系统等效阻杭， 根据总的等效负荷电流和供电点电压计算系统等效电压； 采用复合阀值算法剔除人眼不能察觉的信号分量； 从第二存储�？橹刑崛”尘拔廴咀⑷肽Ｐ停� 跟踪电压波动幅值，在O. 05Hz-35Hz频宽内的小波基函数上对获得的背景污染评估计算模型进行展开，求得对应的小波包系数； 根据离线计算得到的不同小波ニ叉树节点对应得到瞬时视感度系数，然后加权计算小波包系数对应的背景污染瞬时视感度Ps (t)； 注入水平分析�？榉直鸺扑忝扛鍪奔涞闵系腜i (t)和Ps (t)，并计算每个时间点上的μ和样本标准差σ，当Pi-μ > σ时,对象污染源i为首要污染源；当Pi e [ μ +0. 5 σ，μ + σ ]时,对象污染源i为主要污染源；当Pi e [ μ -O. 5 σ , μ +0. 5 σ ]时,对象污染源i为平均污染源；当Pi e [μ-σ , μ -O. 5 σ ]时，对象污染源i为次要污染源；当Pi_ μ <-σ时，对象污染源i为轻微污染源；所述的对象污染源i包括干扰负荷污染源和背景污染源在内的各种污染源； 将计算所得的各污染源根据其污染严重程度进行标示，并存储到第三存储�？橹�。
2.根据权利要求I所述的干扰负荷的闪变污染注入水平检测方法，其特征在于，负荷模型參数辨识模块的数据处理步骤如下 根据第一存储装置中的各个线路通道的电压和电流波形信号，选取小波基函数和ニ叉树结构，分解电压和电流波形信号，对连续四个周波电压以及电流数据信号进行变换计算，得到分解ニ叉树末端的节点系数； 采用复合阀值算法处理与视感度变化无关的节点系数，剔除非闪变频段的信号； 在小波域建立污染模型，从以上电压电流的节点系数重构得到注入模型參数。
3.还包括有闪变污染源的污染强度计量�？椋涠ㄒ謇┱刮狝 = O. 714*F(p(t))，F表示取95%概率大值，A表示在观测期间内不同用户的污染高峰量； 在设定的观测期间内计算P(t)的累加值P即为用户污染的计量值，将该值存储到第三存储�？橹小�
全文摘要
本发明涉及一种测量电变量并进行分析处理的计算机检测方法，特别是一种干扰负荷的闪变污染注入水平检测方法，其要点在于，在公共连接点上结合负荷污染和背景污染的分析和处理，明确污染的主次分别，从而为主次有序治理电网提供强大的数据基�。蟠筇岣吡说缤闹卫硇剩沟玫缤诵蟹绞降玫接行У挠呕跎俚缌λ鸷模岣吡擞没У挠玫缧�。
文档编号G01R31/00GK102692574SQ20121017948
公开日2012年9月26日 申请日期2012年5月22日 优先权日2012年5月22日
发明者吴丹岳, 张健, 林焱, 邵振国, 陈金祥, 黄智敏 申请人:福州大学, 福建省电力有限公司电力科学研究院
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