一種三相不平衡擾動源定位的負序阻抗參數(shù)估算方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三相不平衡擾動源定位的負序阻抗參數(shù)估算方法，所述方法包括(1)采集測量數(shù)據(jù)；(2)建立多時刻KVL方程；(3)基于三點法選擇系統(tǒng)側(cè)不變的采樣數(shù)據(jù)；(4)基于負荷波動率選擇負荷側(cè)有波動的采樣數(shù)據(jù)；(5)建立目標函數(shù)求解系統(tǒng)負序等值阻抗參數(shù)。本發(fā)明基于PCC多時刻電壓、電流采樣數(shù)據(jù)，通過求解多時刻KVL方程估算負序阻抗，不需要同步采樣數(shù)據(jù)，不受系統(tǒng)頻率變化的影響，與需要同步采樣數(shù)據(jù)的方法相比，采樣數(shù)據(jù)過程更靈活簡便；基于“三點法”可有效選擇出負荷側(cè)波動而系統(tǒng)側(cè)不變的數(shù)據(jù)；基于負荷波動率的方法提取出負荷波動時的數(shù)據(jù)，可有效濾除噪聲，避免暫態(tài)的影響，減小估算誤差。
【專利說明】一種三相不平衡擾動源定位的負序阻抗參數(shù)估算方法

【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種負序阻抗參數(shù)估算方法，具體講涉及一種三相不平衡擾動源定位 的負序阻抗參數(shù)估算方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 供電系統(tǒng)公共連接點（PCC)的電能質(zhì)量問題，是供用電雙方共同作用的結(jié)果，并 且用電方還包含若干未知的負荷。當PCC的電能質(zhì)量超過標準規(guī)定的限值時，很難分清電 力公司與用戶設備對PCC處劣質(zhì)電能各自應承擔的責任。為了解決這一問題，國內(nèi)外開展 了大量關(guān)于電能質(zhì)量擾動源定位、電能質(zhì)量責任評定等方面的研究，尤其對諧波源定位問 題開展了大量深入的研究，而對三相不平衡擾動源的定位研究則相對較少。近年來，有專 家和學者針對三相不平衡擾動源的定位問題也開展了研究，所提出的定位方法大多需要基 于系統(tǒng)序分量的戴維南等值或諾頓等值電路的分析。因此，負序阻抗的估算問題成了三相 不平衡擾動源定位的關(guān)鍵。而已有的阻抗估計方法大多針對諧波源，是在假設系統(tǒng)三相對 稱的情況下開展分析和研究的，并且所提出的方法在實際應用中往往會受到采樣數(shù)據(jù)不同 步、系統(tǒng)頻率變化等問題的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出的一種三相不平衡擾動源定位的負序阻抗參數(shù) 估算方法，基于PCC多時刻電壓、電流采樣數(shù)據(jù)，通過求解多時刻KVL方程估算供電系統(tǒng)負 序阻抗，通過測量負荷節(jié)點的電壓和電流數(shù)據(jù)，即可將電路參數(shù)Rs2和Xs2求出。一般 地，通過兩次測量即可得到4個方程，將未知參數(shù)求出，但要求使用同步測量裝置，使得t2時刻的時間基準相同（即δ1=δ2)，因為系統(tǒng)頻率的持續(xù)變化，但是在實際電力系統(tǒng)中 較難滿足。為解決這一問題，本發(fā)明提出增加多個時刻的KVL方程，通過η次測量所獲得的 2η個方程，來估算系統(tǒng)側(cè)的參數(shù)、Rs2和Xs2
[0004] 該方法從多個時刻的采樣數(shù)據(jù)中篩選出系統(tǒng)側(cè)參數(shù)不變但是負荷側(cè)的功率有一 定波動幅度的數(shù)據(jù)，基于此進行戴維南等值參數(shù)的估算，不需要同步采樣窗數(shù)據(jù)，因此不受 系統(tǒng)頻率變化的影響。該方法設系統(tǒng)側(cè)的等值參數(shù)不變，因此應對采樣數(shù)據(jù)進行選擇，選擇 出系統(tǒng)側(cè)不變而負荷側(cè)有波動的數(shù)據(jù)。
[0005] 本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：
[0006] -種三相不平衡擾動源定位的負序阻抗參數(shù)估算方法，其改進之處在于，所述方 法包括
[0007] (1)采集測量數(shù)據(jù)；
[0008] (2)建立多時刻KVL方程；
[0009] (3)基于三點法選擇系統(tǒng)側(cè)不變的采樣數(shù)據(jù)；
[0010] (4)基于負荷波動率選擇負荷側(cè)有波動的采樣數(shù)據(jù)；
[0011] (5)建立目標函數(shù)求解系統(tǒng)負序等值阻抗參數(shù)。
[0012] 優(yōu)選的，所述步驟（1)包括對一個測量周期內(nèi)數(shù)據(jù)進行采集，得到η個時刻的采樣 數(shù)據(jù)，其包括電壓、電流有功功率Ptl和無功功率Qtl。
[0013] 優(yōu)選的，所述步驟（2)包括根據(jù)KVL，得到ti時刻回路的電壓方程為
[0014]

【權(quán)利要求】
1. 一種三相不平衡擾動源定位的負序阻抗參數(shù)估算方法，其特征在于，所述方法包括 (1) 采集測量數(shù)據(jù)； (2) 建立多時刻KVL方程； (3) 基于三點法選擇系統(tǒng)側(cè)不變的采樣數(shù)據(jù)； (4) 基于負荷波動率選擇負荷側(cè)有波動的采樣數(shù)據(jù)； (5) 建立目標函數(shù)求解系統(tǒng)負序等值阻抗參數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種三相不平衡擾動源定位的負序阻抗參數(shù)估算方法，其特征 在于，所述步驟（1)包括對一個測量周期內(nèi)數(shù)據(jù)進行采集，得到η個時刻的采樣數(shù)據(jù)，其包 括電壓Cj、電流i、有功功率Ptl和無功功率Q〇。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種三相不平衡擾動源定位的負序阻抗參數(shù)估算方法，其特征 在于，所述步驟⑵仞栝枏掘KVL,得剎t,時刻冋路的電壓方趕為
其中，￡S2z?為供電系統(tǒng)的等值負序電壓源，rs2+xs2為供電系統(tǒng)等值負序阻抗， 和4^0為P點測得的電壓和電流，i= 1，. . .，n，用于區(qū)分不同的測量時刻。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種三相不平衡擾動源定位的負序阻抗參數(shù)估算方法，其特征 在于，將公式（1)中實部和虛部展開，得
5. 如權(quán)利要求1所述的一種三相不平衡擾動源定位的負序阻抗參數(shù)估算方法，其特征 在于，所述步驟（3)包括 (3. 1)對&時刻回路的電壓方程實部和虛部取平方相加后得 eIi = (RS1x4,+uTi cos ψ. J-(xs:XL； ^Utisinp.J' (3. 2)隨機抽取一個測量周期內(nèi)三個時刻的測量數(shù)據(jù)為一 組，帶入步驟（3. 1)中方程，聯(lián)立并將變量Es2和Xs2消去，得到 /I X (1十M:) X + (ff + 2i4AW - DM) X + (C +一DiV - ￡) = 0,其中，A、B、C、 D、E、F、M、N均為已知電壓鳥;和電流Iit的函數(shù)； (3. 3)對步驟（3. 2)中方程進行判斷，該方程對于一個測量周期內(nèi)的η個時刻的采樣數(shù) 據(jù)均有實數(shù)解，則繼續(xù)步驟（4)，△為負值則舍去該測量周期內(nèi)數(shù)據(jù)，并返回步驟（1)。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種三相不平衡擾動源定位的負序阻抗參數(shù)估算方法，其特征 在于，所述步驟（4)包括根據(jù)公
篩選數(shù) 據(jù)，輸入數(shù)據(jù)多于兩次測量值，波動指標為測量時間段內(nèi)的最小加權(quán)和；存在兩組相鄰數(shù)據(jù) 帶入公式內(nèi)計算的結(jié)果低于負荷波動指標則舍去測量數(shù)據(jù)，并返回步驟（1);其中，&^2表 示兩個時間相鄰點的數(shù)據(jù)點。
7.如權(quán)利要求1所述的一種三相不平衡擾動源定位的負序阻抗參數(shù)估算方法，其特征 在于，所述步驟（5)建立估計方程
其中，i=I，. . .，n，和^義·為估計誤差，將篩選出的測量周期內(nèi)的n個時刻的采樣 數(shù)據(jù)帶入方程； 求解目標函數(shù)
使得次估計值的總誤差最小，其中，==通過高斯-牛頓迭代法求出系 統(tǒng)側(cè)的參數(shù)l、Rs2和Xs2。
【文檔編號】G01R27/02GK104316768SQ201410590042
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】劉穎英, 王同勛, 渠通, 孫媛媛, 李培鑫 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院, 山東大學