本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種評估電網(wǎng)諧波影響的方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模日漸增大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，使電能質(zhì)量問題備受關(guān)注，諧波污染也成為其中的一項關(guān)鍵問題。電力電子裝置、電弧煉鋼爐等非線性負荷，以及分布式電源的大量接入，使電網(wǎng)的諧波污染愈發(fā)嚴重。諧波可損壞用電設(shè)備和電力電子器件，降低電能利用效率，甚至造成電力設(shè)備誤動作。因此，對諧波影響的準確評估具備重要意義。在準確評估的基礎(chǔ)上，可對諧波責任劃分、諧波治理等后續(xù)工作提供依據(jù)。

由于諧波源的注入具有隨機性，對諧波影響的評估需要使用概率統(tǒng)計的方法。傳統(tǒng)的諧波評估方法-蒙特卡羅隨機模擬法，在假設(shè)諧波源注入量服從一定概率分布的前提下，產(chǎn)生大量隨機數(shù)，對諧波潮流進行大量多次的計算，從而得到諧波指標的精確概率分布。但此方法需要進行千級以上數(shù)量級的大量運算，在計算資源使用以及時效性方面存在嚴重不足。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有諧波概率評估方法運算量大、時效性低。

有鑒于此，本發(fā)明提供一種評估電網(wǎng)諧波影響的方法，包括：獲取電網(wǎng)中的諧波源的至少一個隨機諧波樣本；根據(jù)所述隨機諧波樣本計算所述電網(wǎng)的諧波潮流數(shù)據(jù)；確定所述諧波潮流數(shù)據(jù)的概率密度函數(shù)；根據(jù)所述概率密度函數(shù)確定所述諧波源對所述電網(wǎng)的影響。

優(yōu)選地，所述獲取電網(wǎng)中的諧波源的至少一個隨機諧波樣本，包括：

獲取不同次數(shù)的所述電網(wǎng)諧波源的諧波注入量；

根據(jù)所述諧波注入量分別建立概率分布函數(shù)；

根據(jù)所述概率分布函數(shù)得到所述電網(wǎng)諧波源注入量的至少一個隨機諧波樣本。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述諧波注入量分別建立概率分布函數(shù)步驟，包括：

對所述不同次數(shù)的所述電網(wǎng)諧波注入量的電流或電壓幅值分別建立所述概率分布函數(shù)。

優(yōu)選地，所述確定所述諧波潮流數(shù)據(jù)的概率密度函數(shù)，包括：

獲取所述諧波潮流數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述諧波潮流數(shù)據(jù)，確定核密度估計帶寬；

根據(jù)所述諧波潮流數(shù)據(jù)以及所述核密度估計帶寬，利用核密度估計法確定所述概率密度函數(shù)。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述諧波潮流數(shù)據(jù)，確定核密度估計帶寬，包括：

根據(jù)所述至少一個諧波潮流數(shù)據(jù)得到初始正態(tài)分布密度函數(shù)與初始核密度估計帶寬的估計值；

根據(jù)所述初始正態(tài)分布密度函數(shù)與初始核密度估計帶寬的估計值，得到所述核密度估計帶寬。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述概率密度函數(shù)確定所述諧波源對所述電網(wǎng)的影響，包括：

通過所述概率密度函數(shù)得到所述電網(wǎng)節(jié)點諧波的諧波潮流數(shù)據(jù)的期望值、方差值以及95％概率大值中的至少一個；

將得到的所述期望值、方差值以及95％概率大值分別與對應(yīng)的預(yù)設(shè)閾值進行比較；

根據(jù)比較結(jié)果，確定所述諧波源對所述電網(wǎng)的影響。

優(yōu)選地，所述諧波潮流數(shù)據(jù)包括所述電網(wǎng)節(jié)點的電壓總諧波畸變率、各次諧波電壓含有率、各支路的各次諧波電流含量。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種評估電網(wǎng)諧波影響的裝置，包括：

獲取單元，用于獲取電網(wǎng)中的諧波源的至少一個隨機諧波樣本；

計算單元，用于根據(jù)所述隨機諧波樣本計算所述電網(wǎng)的諧波潮流數(shù)據(jù)；

確定單元，用于確定所述諧波潮流數(shù)據(jù)的概率密度函數(shù)；

影響確定單元，用于根據(jù)所述概率密度函數(shù)確定所述諧波源對所述電網(wǎng)的影響。

優(yōu)選地，所述獲取單元包括：

諧波注入量獲取單元，用于獲取不同次數(shù)的所述電網(wǎng)諧波源的諧波注入量；

概率分布函數(shù)建立單元，用于根據(jù)所述諧波注入量分別建立概率分布函數(shù)；

隨機諧波樣本獲取單元，用于根據(jù)所述概率分布函數(shù)得到所述電網(wǎng)諧波源注入量的至少一個隨機諧波樣本。

優(yōu)選地，所述概率分布函數(shù)建立單元包括：

概率分布函數(shù)建立子單元，用于對所述不同次數(shù)的所述電網(wǎng)諧波注入量的電流或電壓幅值分別建立所述概率分布函數(shù)。

優(yōu)選地，所述確定單元，包括：

獲取子單元，用于獲取所述諧波潮流數(shù)據(jù)；

確定子單元，用于根據(jù)所述諧波潮流數(shù)據(jù)，確定核密度估計帶寬；

概率密度函數(shù)確定子單元，用于根據(jù)所述諧波潮流數(shù)據(jù)以及所述核密度估計帶寬，利用核密度估計法確定所述概率密度函數(shù)。

優(yōu)選地，所述確定子單元，包括：

初始正態(tài)分布密度函數(shù)與初始核密度估計帶寬估計值確定單元，用于根據(jù)所述至少一個諧波潮流數(shù)據(jù)得到初始正態(tài)分布密度函數(shù)與初始核密度估計帶寬的估計值；

核密度估計帶寬確定單元，用于根據(jù)所述初始正態(tài)分布密度函數(shù)與初始核密度估計帶寬的估計值，得到所述核密度估計帶寬。

優(yōu)選地，所述影響確定單元包括：

數(shù)據(jù)獲取單元，用于通過所述概率密度函數(shù)得到所述電網(wǎng)節(jié)點諧波的諧波潮流數(shù)據(jù)的期望值、方差值以及95％概率大值中的至少一個；

比較單元，用于將得到的所述期望值、方差值以及95％概率大值分別與對應(yīng)的預(yù)設(shè)閾值進行比較；

影響確定子單元，用于根據(jù)比較結(jié)果，確定所述諧波源對所述電網(wǎng)的影響。

優(yōu)選地，所述諧波潮流數(shù)據(jù)包括所述電網(wǎng)節(jié)點的電壓總諧波畸變率、各次諧波電壓含有率、各支路的各次諧波電流含量。

本發(fā)明技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

通過獲取電網(wǎng)中的諧波源的至少一個隨機諧波樣本，根據(jù)隨機諧波樣本計算電網(wǎng)的諧波潮流數(shù)據(jù)，確定諧波潮流數(shù)據(jù)的概率密度函數(shù)，繼而根據(jù)概率密度函數(shù)確定諧波源對電網(wǎng)的影響，解決了現(xiàn)有諧波概率評估方法運算量大、時效性低的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例提供的一種評估電網(wǎng)諧波影響的方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明另一實施例提供的一種評估電網(wǎng)諧波影響的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的IEEE34節(jié)點測試饋線連線圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例提供的一種諧波概率評估方法，如圖1所示，包括：

S11，獲取電網(wǎng)中的諧波源的至少一個隨機諧波樣本。電網(wǎng)中的諧波源可以包括負荷類諧波源，或者是分布式電源類諧波源，對于負荷類諧波源，其產(chǎn)生的諧波注入量由電流源表示，對其各次諧波電流幅值建立概率分布函數(shù)；對于分布式電源類諧波源，其產(chǎn)生的諧波注入量由電壓源表示，對其各次諧波電壓含有率建立概率分布函數(shù)，隨機諧波樣本可以是通過每個諧波源的諧波注入量的概率分布函數(shù)產(chǎn)生，例如通過概率分布函數(shù)的服從均勻分布反函數(shù)，隨機產(chǎn)生多個均勻分布的隨機數(shù)，再利用概率分布函數(shù)的反函數(shù)，計算得到多個諧波注入量的數(shù)據(jù)樣本，樣本數(shù)量優(yōu)選在1000范圍內(nèi)。

S12，根據(jù)隨機諧波樣本計算電網(wǎng)的諧波潮流數(shù)據(jù)。分別利用電力網(wǎng)絡(luò)中諧波源的單個諧波注入量樣本，對此電力網(wǎng)絡(luò)進行一次諧波潮流計算，并保留計算結(jié)果，從而形成所有諧波注入量樣本諧波潮流結(jié)果集，即諧波潮流數(shù)據(jù)；電網(wǎng)的諧波潮流數(shù)據(jù)可以包括電網(wǎng)節(jié)點的電壓總諧波畸變率、各次諧波電壓含有率、各支路的各次諧波電流含量的至少一種；

S13，確定諧波潮流數(shù)據(jù)的概率密度函數(shù)。在對諧波潮流數(shù)據(jù)計算過程中，對電網(wǎng)中某節(jié)點諧波潮流數(shù)據(jù)的進行采樣，得到該節(jié)點的諧波潮流數(shù)據(jù)采樣值，根據(jù)潮流數(shù)據(jù)采樣值并利用核密度估計法，得到該節(jié)點的諧波潮流數(shù)據(jù)的概率密度函數(shù)，本實施例優(yōu)選核函數(shù)為正態(tài)分布函數(shù)，如下式：

S14，根據(jù)概率密度函數(shù)確定諧波源對電網(wǎng)的影響。通過得到的概率密度函數(shù)計算評價諧波源對電網(wǎng)的數(shù)據(jù)，例如期望值、方差值以及95％概率大值，繼而評價電網(wǎng)諧波影響。

優(yōu)選地，在步驟S11中，包括：

S111，獲取不同次數(shù)的電網(wǎng)諧波源的諧波注入量；例如，在圖3中電網(wǎng)節(jié)點840接入一個非線性負荷諧波源，其產(chǎn)生的諧波注入量由電流源表示，對其5、7、11、13次諧波電流幅值分別建立概率分布函數(shù)，其中不同次數(shù)的諧波頻率不同，且諧波注入量的相角θ優(yōu)選0度。

S112，根據(jù)諧波注入量分別建立概率分布函數(shù)；根據(jù)接入的諧波源的類別，對接入的諧波源的不同次數(shù)的電網(wǎng)諧波注入量的電流或電壓幅值分別建立概率分布函數(shù)，例如圖3中，接入的諧波源為非線性負荷，則對非線性負荷的諧波源不同次數(shù)的電網(wǎng)諧波注入量的電流幅值分別建立概率分布函數(shù)。

S113，根據(jù)概率分布函數(shù)得到電網(wǎng)諧波源注入量的至少一個隨機諧波樣本。利用概率分布函數(shù)的反函數(shù)，得到400個諧波注入量的數(shù)據(jù)樣本。

具體地，在得到400個諧波注入量的隨機諧波樣本后，例如對圖3中節(jié)點800的5、7、11、13次諧波潮流數(shù)據(jù)進行采集，得到400個采樣值，利用采集的諧波潮流數(shù)據(jù)及其數(shù)量，確定諧波潮流數(shù)據(jù)的概率密度函數(shù)。

作為一種具體的實施方式，在得到諧波潮流數(shù)據(jù)及其數(shù)量后，在步驟S13中，包括：

S131，獲取諧波潮流數(shù)據(jù)。

S132，根據(jù)諧波潮流數(shù)據(jù)，確定核密度估計帶寬。

S132，根據(jù)諧波潮流數(shù)據(jù)以及核密度估計帶寬，利用核密度估計法確定概率密度函數(shù)。

具體地，利用式(1)計算諧波潮流數(shù)據(jù)的概率密度函數(shù)：

其中，為概率密度函數(shù)，N為諧波潮流數(shù)據(jù)的數(shù)量，X_i為第i個諧波潮流數(shù)據(jù)，K為核函數(shù)，h為核密度估計帶寬。

在步驟S132中根據(jù)所述諧波潮流數(shù)據(jù)，確定核密度估計帶寬，包括：根據(jù)至少一個諧波潮流數(shù)據(jù)得到初始正態(tài)分布密度函數(shù)與初始核密度估計帶寬估計值；根據(jù)初始正態(tài)分布密度函數(shù)與初始核密度估計帶寬估計值，得到核密度估計帶寬。

具體地，記l為預(yù)設(shè)循環(huán)次數(shù)，優(yōu)選循環(huán)次數(shù)為5，N為諧波潮流數(shù)據(jù)的數(shù)量，f^(l+2)為由至少一個諧波潮流數(shù)據(jù)的均值和方差構(gòu)成的初始正態(tài)分布密度函數(shù)，||f^(l+2)||²為該初始正態(tài)分布密度函數(shù)的模的平方，為預(yù)設(shè)循環(huán)次數(shù)加1時的初始核密度估計帶寬的估計值，首先利用公式(2)確定初始核密度估計帶寬估計值

得到初始核密度估計帶寬的估計值后，將其帶入公式(3)，得到||f^(l+1)||²：

然后，再利用公式(2)與公式(3)循環(huán)計算，依次得到直至得到并將作為最終的核密度估計帶寬h代入公式(1)得到最優(yōu)的概率密度函數(shù)。

優(yōu)選地，在步驟S14中，包括：通過概率密度函數(shù)得到電網(wǎng)節(jié)點諧波的諧波潮流數(shù)據(jù)的期望值、方差值以及95％概率大值中的至少一個；將得到的期望值、方差值以及95％概率大值分別與對應(yīng)的預(yù)設(shè)閾值進行比較；根據(jù)比較結(jié)果，確定諧波源對所述電網(wǎng)的影響。例如，當?shù)玫降闹C波潮流數(shù)據(jù)的期望值大于預(yù)設(shè)期望值的閾值，可以說明該諧波對電網(wǎng)該節(jié)點的影響較大，繼而為諧波治理等后續(xù)工作提供依據(jù)。

根據(jù)本發(fā)明實施例提供的評估電網(wǎng)諧波影響的方法，通過獲取電網(wǎng)中的諧波源的至少一個隨機諧波樣本，根據(jù)隨機諧波樣本計算電網(wǎng)的諧波潮流數(shù)據(jù)，確定諧波潮流數(shù)據(jù)的概率密度函數(shù)，繼而根據(jù)概率密度函數(shù)確定諧波源對電網(wǎng)的影響，解決了現(xiàn)有諧波概率評估方法運算量大、時效性低的問題。

相應(yīng)地，本發(fā)明另一實施例提供的一種評估電網(wǎng)諧波影響的裝置，如圖2所示，包括：

獲取單元21，用于獲取電網(wǎng)中的諧波源的至少一個隨機諧波樣本；

計算單元22，用于根據(jù)隨機諧波樣本計算電網(wǎng)的諧波潮流數(shù)據(jù)；

確定單元23，用于確定諧波潮流數(shù)據(jù)的概率密度函數(shù)；

影響確定單元24，用于根據(jù)概率密度函數(shù)確定諧波源對電網(wǎng)的影響。

優(yōu)選地，獲取單元21包括：

諧波注入量獲取單元，用于獲取不同次數(shù)的電網(wǎng)諧波源的諧波注入量；

概率分布函數(shù)建立單元，用于根據(jù)諧波注入量分別建立概率分布函數(shù)；

隨機諧波樣本獲取單元，用于根據(jù)概率分布函數(shù)得到電網(wǎng)諧波源注入量的至少一個隨機諧波樣本。

優(yōu)選地，概率分布函數(shù)建立單元包括：

概率分布函數(shù)建立子單元，用于對不同次數(shù)的電網(wǎng)諧波注入量的電流電壓幅值分別建立概率分布函數(shù)。

優(yōu)選地，確定單元23，包括：

獲取子單元，用于獲取所述諧波潮流數(shù)據(jù)；

確定子單元，用于根據(jù)所述諧波潮流數(shù)據(jù)，確定核密度估計帶寬；

概率密度函數(shù)確定子單元，用于根據(jù)所述諧波潮流數(shù)據(jù)以及所述核密度估計帶寬，利用核密度估計法確定所述概率密度函數(shù)。

優(yōu)選地，所述確定子單元，包括：

初始正態(tài)分布密度函數(shù)與初始核密度估計帶寬估計值確定單元，用于根據(jù)所述至少一個諧波潮流數(shù)據(jù)得到初始正態(tài)分布密度函數(shù)與初始核密度估計帶寬的估計值；

核密度估計帶寬確定單元，用于根據(jù)所述初始正態(tài)分布密度函數(shù)與初始核密度估計帶寬的估計值，得到所述核密度估計帶寬。

優(yōu)選地，影響確定單元24包括：

數(shù)據(jù)獲取單元，用于通過概率密度函數(shù)得到電網(wǎng)節(jié)點諧波的諧波潮流數(shù)據(jù)的期望值、方差值以及95％概率大值中的至少一個；

比較單元，用于將得到的期望值、方差值以及95％概率大值分別與對應(yīng)的預(yù)設(shè)閾值進行比較；

影響確定子單元，用于根據(jù)比較結(jié)果，確定諧波源對電網(wǎng)的影響。

優(yōu)選地，諧波潮流數(shù)據(jù)包括電網(wǎng)節(jié)點的電壓總諧波畸變率、各次諧波電壓含有率、各支路的各次諧波電流含量。

本發(fā)明實施例提供的評估電網(wǎng)諧波影響的裝置，通過獲取單元獲取電網(wǎng)中的諧波源的至少一個隨機諧波樣本，計算單元根據(jù)隨機諧波樣本計算電網(wǎng)的諧波潮流數(shù)據(jù)，繼而確定諧波潮流數(shù)據(jù)的概率密度函數(shù)，根據(jù)概率密度函數(shù)確定諧波源對電網(wǎng)的影響，解決了現(xiàn)有諧波概率評估方法運算量大、時效性低的問題。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。