阅读说明：本技术 一种系统谐波阻抗获取方法及系统 (Method and system for obtaining system harmonic impedance ) 是由 戴炜 苟家波 王清明 于 2019-11-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种系统谐波阻抗获取方法及系统,包括：S1：获取风电厂和光伏发电站在并网后的谐波信号,并对所述谐波信号抑制自激振荡生成预处理谐波信号；S2：采用Fokker-Planck方程构建滤波函数,并根据所述滤波函数对所述预处理谐波信号进行分解获取周期分量；S3：将所述周期分量中各分量进行希尔伯特变换后提取谐波特征参数并根据所述谐波特征参数获取；所述谐波特征参数包括频率、幅值和相位。本发明一种系统谐波阻抗获取方法及系统,对电力系统谐波阻抗分析进行了简化,并且能够有效地避免经验模态分解算法存在的模态混叠问题,提高了谐波阻抗的分析效率。(The invention discloses a method and a system for acquiring system harmonic impedance, which comprises the following steps: s1: acquiring harmonic signals of a wind power plant and a photovoltaic power plant after grid connection, and inhibiting self-excited oscillation of the harmonic signals to generate preprocessed harmonic signals; s2: constructing a filter function by adopting a Fokker-Planck equation, and decomposing the preprocessed harmonic signal according to the filter function to obtain a periodic component; s3: performing Hilbert transform on each component in the periodic components, extracting harmonic characteristic parameters and obtaining the harmonic characteristic parameters according to the harmonic characteristic parameters; the harmonic characteristic parameters include frequency, amplitude and phase. According to the method and the system for obtaining the harmonic impedance of the system, the harmonic impedance analysis of the power system is simplified, the mode aliasing problem existing in an empirical mode decomposition algorithm can be effectively avoided, and the analysis efficiency of the harmonic impedance is improved.)

一种系统谐波阻抗获取方法及系统

技术领域

本发明涉及电气工程技术，具体涉及一种系统谐波阻抗获取方法及系统。

背景技术

目前大量非线性负荷及电力电子设备广泛应用导致的电力系统谐波成份非平稳性和复杂性日益突出，存在难以识别和检测的问题

现有的电力系统谐波分析需要在相位未知条件下实现谐波叠加的数学理论公式进行推导，得到总谐波的幅值平方与各个叠加分量之间的关系，建立总谐波的幅值平方与两个叠加分量相角差余弦期望的函数关系，理论的推导有一定难度。其次，通过大量的风电和光伏发电的谐波实测数据利用数值统计的方法求解谐波叠加系数不一定能够直接呈现特定规律，可能需要对谐波源进行分类分时段讨论归纳其叠加系数。

同时系数不仅和谐波源的谐波发射特性有关，还与同一母线的谐波源数目有关，此外，同时系数可能还与季节有关，不同的谐波次数也可能具有不同的同时系数，需要考虑多种因素并且分不同谐波次数讨论同时系数，因此具有一定难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中电力系统谐波阻抗分析技术难度很大，目的在于提供一种系统谐波阻抗获取方法及系统，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种系统谐波阻抗获取方法，包括以下步骤：S1：获取风电厂和光伏发电站在并网后的谐波信号，并对所述谐波信号抑制自激振荡生成预处理谐波信号；S2：采用Fokker-Planck方程构建滤波函数，并根据所述滤波函数对所述预处理谐波信号进行分解获取周期分量；S3：将所述周期分量中各分量进行希尔伯特变换后提取谐波特征参数并根据所述谐波特征参数获取；所述谐波特征参数包括频率、幅值和相位。

本发明应用时，首先生成预处理谐波信号，预处理信号需要对光伏并网点谐波进行抑制，并且消除非线性自激振荡，预处理完成后即可进行后期分析；分析过程中，利用Fokker-Planck方程构建滤波函数，经滤波筛选获取具有平稳特征的本征模态分量，具有坚实的数学基础，且能够有效地避免经验模态分解算法存在的模态混叠问题。首先利用改进自适应迭代滤波算法分解得到周期分量，对各分量进行Hilbert变换，提取包括频率、幅值、相位在内的谐波特征参数，与经验模态分解的对比结果充分验证了本方法在电力系统谐波检测中的强适应性。本发明通过设置上述步骤，对电力系统谐波阻抗分析进行了简化，并且能够有效地避免经验模态分解算法存在的模态混叠问题，提高了谐波阻抗的分析效率。

进一步的，步骤S1包括以下子步骤：

S11：获取风电厂和光伏发电站在并网后的谐波信号后，将所述谐波信号进行派克变换后生成d轴和q轴信号；

S12：对所述d轴和q轴信号变换后获取α轴和β轴信号，并分离出所述α轴和β轴信号中的交变分量；

S13：通过加窗插值傅里叶变换对所述交变分量处理后获取α轴和β轴上各交变分量的频率、幅值和相位的估计值。

进一步的，步骤S1还包括以下子步骤：

S14：将所述估计值超限的交变分量实时分离出所述谐波信号，并将分离了估计值超限的交变分量作为预处理交变分量信号；

S15：将所述预处理交变分量信号进行逆变处理后生成预处理谐波信号。

本发明应用时，发明人发现发生的非线性自激振荡是产生并网点谐波的原因，所以本发明提出的基于加窗插值傅里叶变换的交变分量分离法可有效消除非线性自激振荡并抑制光伏并网点谐波。

进一步的，所述周期分量为IMF分量。

一种系统谐波阻抗获取系统，包括：

预处理单元：用于获取风电厂和光伏发电站在并网后的谐波信号，并对所述谐波信号抑制自激振荡生成预处理谐波信号；

分解单元：用于采用Fokker-Planck方程构建滤波函数，并根据所述滤波函数对所述预处理谐波信号进行分解获取周期分量；

变换单元：用于将所述周期分量中各分量进行希尔伯特变换后提取谐波特征参数并根据所述谐波特征参数获取；所述谐波特征参数包括频率、幅值和相位。

进一步的，所述预处理单元获取风电厂和光伏发电站在并网后的谐波信号后，将所述谐波信号进行派克变换后生成d轴和q轴信号；所述预处理单元对所述d轴和q轴信号变换后获取α轴和β轴信号，并分离出所述α轴和β轴信号中的交变分量；所述预处理单元通过加窗插值傅里叶变换对所述交变分量处理后获取α轴和β轴上各交变分量的频率、幅值和相位的估计值。

进一步的，所述预处理单元将所述估计值超限的交变分量实时分离出所述谐波信号，并将分离了估计值超限的交变分量作为预处理交变分量信号；所述预处理单元将所述预处理交变分量信号进行逆变处理后生成预处理谐波信号。

进一步的，所述周期分量为IMF分量。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明一种系统谐波阻抗获取方法及系统，对电力系统谐波阻抗分析进行了简化，并且能够有效地避免经验模态分解算法存在的模态混叠问题，提高了谐波阻抗的分析效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明方法步骤示意图；

图2为本发明实施例示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1所示，本发明一种系统谐波阻抗获取方法，包括以下步骤：S1：获取风电厂和光伏发电站在并网后的谐波信号，并对所述谐波信号抑制自激振荡生成预处理谐波信号；S2：采用Fokker-Planck方程构建滤波函数，并根据所述滤波函数对所述预处理谐波信号进行分解获取周期分量；S3：将所述周期分量中各分量进行希尔伯特变换后提取谐波特征参数并根据所述谐波特征参数获取；所述谐波特征参数包括频率、幅值和相位。

本实施例实施时，首先生成预处理谐波信号，预处理信号需要对光伏并网点谐波进行抑制，并且消除非线性自激振荡，预处理完成后即可进行后期分析；分析过程中，利用Fokker-Planck方程构建滤波函数，经滤波筛选获取具有平稳特征的本征模态分量，具有坚实的数学基础，且能够有效地避免经验模态分解算法存在的模态混叠问题。首先利用改进自适应迭代滤波算法分解得到周期分量，对各分量进行Hilbert变换，提取包括频率、幅值、相位在内的谐波特征参数，如图2所示，本实施例与经验模态分解的对比结果充分验证了本方法在电力系统谐波检测中的强适应性。本发明通过设置上述步骤，对电力系统谐波阻抗分析进行了简化，并且能够有效地避免经验模态分解算法存在的模态混叠问题，提高了谐波阻抗的分析效率。

为了进一步的说明本实施例的工作过程，步骤S1包括以下子步骤：

S11：获取风电厂和光伏发电站在并网后的谐波信号后，将所述谐波信号进行派克变换后生成d轴和q轴信号；

S12：对所述d轴和q轴信号变换后获取α轴和β轴信号，并分离出所述α轴和β轴信号中的交变分量；

S13：通过加窗插值傅里叶变换对所述交变分量处理后获取α轴和β轴上各交变分量的频率、幅值和相位的估计值。

为了进一步的说明本实施例的工作过程，步骤S1还包括以下子步骤：

S14：将所述估计值超限的交变分量实时分离出所述谐波信号，并将分离了估计值超限的交变分量作为预处理交变分量信号；

S15：将所述预处理交变分量信号进行逆变处理后生成预处理谐波信号。

本实施例实施时，发明人发现发生的非线性自激振荡是产生并网点谐波的原因，所以本发明提出的基于加窗插值傅里叶变换的交变分量分离法可有效消除非线性自激振荡并抑制光伏并网点谐波。

为了进一步的说明本实施例的工作过程，所述周期分量为IMF分量。

一种系统谐波阻抗获取系统，包括：

预处理单元：用于获取风电厂和光伏发电站在并网后的谐波信号，并对所述谐波信号抑制自激振荡生成预处理谐波信号；

分解单元：用于采用Fokker-Planck方程构建滤波函数，并根据所述滤波函数对所述预处理谐波信号进行分解获取周期分量；

变换单元：用于将所述周期分量中各分量进行希尔伯特变换后提取谐波特征参数并根据所述谐波特征参数获取；所述谐波特征参数包括频率、幅值和相位。

为了进一步的说明本实施例的工作过程，所述预处理单元获取风电厂和光伏发电站在并网后的谐波信号后，将所述谐波信号进行派克变换后生成d轴和q轴信号；所述预处理单元对所述d轴和q轴信号变换后获取α轴和β轴信号，并分离出所述α轴和β轴信号中的交变分量；所述预处理单元通过加窗插值傅里叶变换对所述交变分量处理后获取α轴和β轴上各交变分量的频率、幅值和相位的估计值。

为了进一步的说明本实施例的工作过程，所述预处理单元将所述估计值超限的交变分量实时分离出所述谐波信号，并将分离了估计值超限的交变分量作为预处理交变分量信号；所述预处理单元将所述预处理交变分量信号进行逆变处理后生成预处理谐波信号。

为了进一步的说明本实施例的工作过程，所述周期分量为IMF分量。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。