一種配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 配電網(wǎng)及其中眾多產(chǎn)生諧波的用電設(shè)備組成了一個復(fù)雜的系統(tǒng)，如何根據(jù)配電網(wǎng) 和各個用電設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)行配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測評估，使每個配電網(wǎng)運(yùn)行區(qū) 域都能發(fā)揮最大效益，同時也使每個用電系統(tǒng)都能最有效、最快速的利用電網(wǎng)資源，是關(guān)系 到配電網(wǎng)智能化水平的關(guān)鍵問題之一，以往諧波檢測與控制方法沒有考慮配電網(wǎng)中不平衡 諧波水平及其對配電網(wǎng)與用電設(shè)備間的作用過程，由配電網(wǎng)或用電設(shè)備各個系統(tǒng)獨(dú)立進(jìn)行 諧波檢測與控制，無法對配電網(wǎng)全網(wǎng)諧波不平衡度進(jìn)行協(xié)調(diào)同步，不能有效利用電網(wǎng)資源， 評估準(zhǔn)確度和利用效率不高，因此，對配電網(wǎng)及其內(nèi)用電設(shè)備運(yùn)行參數(shù)及氣象環(huán)境參數(shù)進(jìn) 行實(shí)時監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測參數(shù)對配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)進(jìn)行預(yù)測計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果 實(shí)時地對諧波水平進(jìn)行控制，能夠有效避免諧波不平衡現(xiàn)象，顯著提高配電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性 與經(jīng)濟(jì)性。
[0003] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測方法，以滿足實(shí)際應(yīng) 用需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是：為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù) 荷指數(shù)預(yù)測方法，從而獲得配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測方法，其特征 在于，包括如下步驟： 步驟1 :建立配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)演化系統(tǒng)的時間序列： 在固定時間間隔對三相電壓諧波、溫度、濕度進(jìn)行測量，將三相電壓諧波測量值的最大 值與歷史測量最小值之差除以配電網(wǎng)三相諧波電壓最大值與最小值之差作為不平衡諧波 負(fù)荷指數(shù)，即：
貝1J，在一系列時刻:?夢癌，得到不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)d、溫度s:2、濕度3的時間序列，其 中為霉自然數(shù)，▲"'，
步驟2 :配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)狀態(tài)時間序列測量數(shù)據(jù)的非線性單純體法處理： 步驟2.1建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)：
式中
為I個優(yōu)化變量； 步驟2. 2 :構(gòu)建配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)演化系統(tǒng)的Μ隹相空間： 是配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)演化系統(tǒng)相空間的個頂點(diǎn)， 是這些頂點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)值，用_來記錄最大值的下標(biāo)，則最大值為 海;=__$?，用殘來記錄最小值的下標(biāo)，則最小值為審為除了最大值頂點(diǎn) 之外所有頂點(diǎn)的重心，
步驟3 :對頂點(diǎn)目標(biāo)函數(shù)值進(jìn)行反射運(yùn)算：
式中為新產(chǎn)生的頂點(diǎn)；》為反射系數(shù)，〇〈&〈1，通過反射運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)了最大值頂點(diǎn)向 重心相反方向的運(yùn)動； 步驟4 :根據(jù)相空間特征量進(jìn)行配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測計(jì)算： 對目標(biāo)函數(shù)為
進(jìn)行求解，懲罰函數(shù)
，約束函數(shù)：
，則解得的)@值即為 配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測值。
[0006] 如上所述的配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測方法，其特征在于，步驟3中，的 取值大小，直接決定了反射距離的遠(yuǎn)近，配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)演化系統(tǒng)相空間，取 0.62 = 0.91，可以使得初始粒子廣泛的分布在可行空間。
[0007] 如上所述的配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測方法，其特征在于，步驟3中，若反 射運(yùn)算后，得到的新頂點(diǎn)目標(biāo)函數(shù)值:_s介于％和$之間，則用代替〇心、。
[0008] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明為配電網(wǎng)提供了一種配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù) 預(yù)測方法，對配電網(wǎng)及其內(nèi)用電設(shè)備運(yùn)行參數(shù)及氣象環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測 參數(shù)對配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)進(jìn)行預(yù)測計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果實(shí)時地對諧波水平進(jìn)行控 制，能夠有效避免諧波不平衡現(xiàn)象，顯著提高配電力系統(tǒng)可靠性與經(jīng)濟(jì)性。
[0009] 根據(jù)相空間特征量進(jìn)行配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測計(jì)算中，將多光伏區(qū)域電 網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)信息時間序列經(jīng)過非線性單純體法處理，使得各光伏與區(qū)域電網(wǎng)間電壓平衡水 平合理，充分體現(xiàn)了區(qū)域電網(wǎng)光伏發(fā)電經(jīng)濟(jì)性能和穩(wěn)定特征。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的目標(biāo)函數(shù)迭代運(yùn)算圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的 內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些 等價形式同樣在本申請所列權(quán)利要求書限定范圍之內(nèi)。
[0012] 如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測方法，步 驟如下： 步驟1 :建立配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)演化系統(tǒng)的時間序列： 在固定時間間隔對三相電壓諧波、溫度、濕度進(jìn)行測量，將三相電壓諧波測量值的最大 值與歷史測量最小值之差除以配電網(wǎng)三相諧波電壓最大值與最小值之差作為不平衡諧波 負(fù)荷指數(shù)，即：
貝1J，在一系列時刻為自然數(shù)，#U,…）得到不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)s!、溫度:這、 濕度適的時間序列：
[0013] 步驟2 :配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)狀態(tài)時間序列測量數(shù)據(jù)的非線性單純體法處 理： 步驟2.1建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)：
式中 .........為卷。個優(yōu)化變量。
[0014] 構(gòu)建配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)演化系統(tǒng)的Μ隹相空間： 4? :是配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)演化系統(tǒng)相空間的>5?-i個頂點(diǎn)， 是這些頂點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)值。用:渙來記錄最大值的下標(biāo)，則最大值為 ，用齊來記錄最小值的下標(biāo)，則最小值為巧3為除了最大值頂點(diǎn) 之外所有頂點(diǎn)的重心，
[0015] 步驟3 :對頂點(diǎn)目標(biāo)函數(shù)值進(jìn)行反射運(yùn)算：
式中與^為新產(chǎn)生的頂點(diǎn)；％為反射系數(shù)，〇〈《〈1。通過反射運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)了最大值頂點(diǎn) 向重心相反方向的運(yùn)動。貧的取值大小，直接決定了反射距離的遠(yuǎn)近，針對配電網(wǎng)不平衡諧 波負(fù)荷指數(shù)演化系統(tǒng)相空間，取0. 62 0. 91，可使得初始粒子廣泛的分布在可行空間。 若反射運(yùn)算后，得到的新頂點(diǎn)目標(biāo)函數(shù)值QT介于:?和.之間，則用幾^代替纖:。
[0016] 在此實(shí)施例中，為使初始粒子廣泛分布于可行空間內(nèi)，取終=0. 6978。
[0017] 步驟4 :根根據(jù)相空間特征量進(jìn)行配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測計(jì)算： 將多光伏區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)信息時間序列經(jīng)過非線性單純體法處理，使得各光伏與區(qū) 域電網(wǎng)間電壓平衡水平合理，充分體現(xiàn)了區(qū)域電網(wǎng)光伏發(fā)電經(jīng)濟(jì)性能和穩(wěn)定特征， 對目標(biāo)函數(shù)：
進(jìn)行求解，懲罰函數(shù)
約束函數(shù)
式中，
為目標(biāo)函數(shù)的懲罰項(xiàng)，、:為目標(biāo)函數(shù)的約束項(xiàng)，對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行求解， 解得的直即為配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測值。
[0018] 以上僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，因此，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟1 :建立配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)演化系統(tǒng)的時間序列： 在固定時間間隔對三相電壓諧波、溫度、濕度進(jìn)行測量，將三相電壓諧波測量值的最大 值與歷史測量最小值之差除以配電網(wǎng)三相諧波電壓最大值與最小值之差作為不平衡諧波 負(fù)荷指數(shù)，即：貝1J，在一系列時刻誠.爲(wèi):，得到不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)這、溫度邊、濕度J的時間序列，其 中為聲:自然數(shù)，:私H.·，步驟2 :配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)狀態(tài)時間序列測量數(shù)據(jù)的非線性單純體法處理： 步驟2.1建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)：步驟2. 2 :構(gòu)建配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)演化系統(tǒng)的M隹相空間： 設(shè)是配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)演化系統(tǒng)相空間的^+i個頂點(diǎn)，是這些頂點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)值，用謂::來記錄最大值的下標(biāo)，則最大值為用與來記錄最小值的下標(biāo)，則最小值為為除了最大值頂點(diǎn) 之外所有頂點(diǎn)的重心，步驟3 :對頂點(diǎn)目標(biāo)函數(shù)值進(jìn)行反射運(yùn)算：式中名^為新產(chǎn)生的頂點(diǎn)為反射系數(shù)，0〈貧〈1，通過反射運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)了最大值頂點(diǎn)向 重心相反方向的運(yùn)動； 步驟4 :根據(jù)相空間特征量進(jìn)行配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測計(jì)算： 對目標(biāo)函數(shù)為、進(jìn)行求解，懲罰函數(shù)約束函數(shù)則解得的值即為 配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測方法，其特征在于，步驟3 中，的取值大小，直接決定了反射距離的遠(yuǎn)近，配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)演化系統(tǒng)相空 間，取0.62 0.91，可以使得初始粒子廣泛的分布在可行空間。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測方法，其特征在于，步驟3 中，若反射運(yùn)算后，得到的新頂點(diǎn)目標(biāo)函數(shù)值介于◎,和舊:之間，則用:#"代替:齡。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測方法，通過建立配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)演化系統(tǒng)的時間序列，對時間序列測量數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性單純體法處理，對頂點(diǎn)的目標(biāo)函數(shù)值進(jìn)行反射運(yùn)算，進(jìn)而進(jìn)行配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測計(jì)算，得到配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)預(yù)測值。該方法能夠根據(jù)監(jiān)測參數(shù)對配電網(wǎng)不平衡諧波負(fù)荷指數(shù)進(jìn)行預(yù)測計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果實(shí)時地對諧波水平進(jìn)行控制，能夠有效避免諧波不平衡現(xiàn)象，顯著提高配電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性與經(jīng)濟(jì)性。
【IPC分類】G06Q50/06, G06Q10/04
【公開號】CN105354635
【申請?zhí)枴緾N201510721765
【發(fā)明人】楊立濱, 滕云, 張海寧, 李春來, 楊軍, 趙國新, 盧蕓
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)青海省電力公司, 國網(wǎng)青海省電力公司電力科學(xué)研究院, 沈陽工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月30日