專利名稱：：一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及電能質(zhì)量監(jiān)控領(lǐng)域，特別涉及一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：隨著各種電力電子裝置與非線性用電設(shè)備在國民經(jīng)濟各部門廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)特別是配電網(wǎng)中的諧波污染日益嚴(yán)重。諧波源產(chǎn)生的諧波電流注入電網(wǎng)，將降低在同一線路(或臨近饋線)上的其它用戶的電能質(zhì)量，嚴(yán)重時將引起相關(guān)的電能質(zhì)量糾紛問題。并且，目前廣泛應(yīng)用的電能計量方式，在系統(tǒng)存在諧波源的情況下，并不能準(zhǔn)確的區(qū)分線性與非線性負荷，以及它們所吸收和產(chǎn)生的諧波功率，也不能夠區(qū)分背景諧波的大小，從而造成計量結(jié)果上的誤差，給供用雙方造成不必要的損失。因此，正確評估系統(tǒng)的背景諧波與負荷中諧波源的諧波發(fā)射水平，分清各自的責(zé)任是十分重要的，這需要合理地分清用戶和系統(tǒng)對公共連接點電能質(zhì)量惡化的責(zé)任，并且能量化用戶發(fā)射的諧波污染功率。目前國內(nèi)外已提出多種諧波源計量和評估的方法，其中現(xiàn)有的諧波阻抗測量估計方法基本上可以分為"干預(yù)式"和"非干預(yù)式"兩種。"干預(yù)式"方法主要通過向系統(tǒng)強迫注入諧波電流或是間諧波電流，或是開斷系統(tǒng)某一支路來測量諧波阻抗，但該類方法可能會對系統(tǒng)運行造成不利影響，因此不能廣泛使用。"非干預(yù)式"方法則利用系統(tǒng)自身的諧波源以及可測量參數(shù)等來估計諧波阻抗和諧波電壓?，F(xiàn)有的方法有(1)波動量法波動量法是一種基于諧波波動量估計系統(tǒng)諧波阻抗和諧波發(fā)射水平的方法，其基本原理是系統(tǒng)諧波阻抗受系統(tǒng)短路阻抗影響較大，當(dāng)運行方式固定時，短時間內(nèi)系統(tǒng)諧波阻抗較為穩(wěn)定，不會有大的波動，利用被測電壓波動量對電流波動量比值的符號特征來估計諧波阻抗和諧波發(fā)射水平。電路如圖l所示，波動量法對系統(tǒng)運行沒有干擾，估計方式較為簡單，易于應(yīng)用在諧波阻抗儀器的開發(fā)上，估計結(jié)果精度較高。但該方法存在以下缺點①要求相當(dāng)高的諧波電壓和諧波電流測量精度；②要求負荷在PCC點產(chǎn)生足夠大的諧波；③在所分析的諧波頻率范圍內(nèi)，用戶側(cè)的諧波阻抗值應(yīng)大于系統(tǒng)側(cè)的諧波阻抗值；④要能分辨畸變負荷的"接通電流"和"未接通電流"狀態(tài)。即測量記錄要能夠反應(yīng)該負荷的狀態(tài)。(2)雙線性回歸估計法雙線性回歸估計法是假定電網(wǎng)系統(tǒng)側(cè)穩(wěn)定運行且呈純感性，以在PCC點測量得到的諧波電流和諧波電壓的復(fù)數(shù)量的相關(guān)系數(shù)為基礎(chǔ)的諧波阻抗和諧波發(fā)射水平估計方法。電路如圖2所示。雙線性回歸估計法對系統(tǒng)正常運行不產(chǎn)生影響，相對波動法更能反映出當(dāng)系統(tǒng)側(cè)與用戶側(cè)諧波擾動在PCC點共同作用時，各自的諧波發(fā)射水平。其缺點在于該方法利用最小二乘估計，受異常數(shù)據(jù)的干擾，回歸方程缺乏穩(wěn)健性。中國發(fā)明專利公開號CN1734879A，發(fā)明名稱為"電力系統(tǒng)變電站用電能質(zhì)量綜合控制器"的技術(shù)方案公開了一種濾除背景諧波干擾的技術(shù)方案，但是該方案像上述現(xiàn)有技術(shù)一樣只考慮了系統(tǒng)側(cè)的諧波對電網(wǎng)的影響，并沒有考慮用戶側(cè)諧波對電網(wǎng)的影響。以引入方式將上述技術(shù)內(nèi)容合并于本申請。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染的方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中無法準(zhǔn)確計算用戶側(cè)諧波污染的問題。本發(fā)明的另一目的在于提供一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染的系統(tǒng)，用于實現(xiàn)上述方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染的方法，其特征在于該方法包括，利用電流采集裝置采集用戶側(cè)用電設(shè)備電流數(shù)據(jù)，利用電壓采集裝置采集公共連接點電壓數(shù)據(jù)，將所述電流數(shù)據(jù)和公共連接點電壓數(shù)據(jù)傳回系統(tǒng)端，在所述系統(tǒng)端利用偏最小二乘回歸算法計算用戶側(cè)用電設(shè)備發(fā)射諧波的電流數(shù)據(jù)和該用電設(shè)備諧波阻抗值，獲得所述用戶側(cè)用電設(shè)備發(fā)射諧波的有功功率，當(dāng)所述發(fā)射諧波的有功功率超過預(yù)先設(shè)定的門限值時，發(fā)出報警信息。根據(jù)本發(fā)明所述的一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染方法的一個進一步的方面，建立用戶側(cè)用電設(shè)備方程)clA=&——)—d)其中hw為所述用戶側(cè)用電設(shè)備h次發(fā)射諧波電流估計值，^^為用戶側(cè)用電設(shè)備h次諧波阻抗估計值，^p^為公共連接點的h次諧波電壓測量值J^,A為用戶側(cè)h次諧波的電流測量值；設(shè)；w為^^所對應(yīng)的導(dǎo)納值，將(1)式按照實部、虛部展開Iclhx—UpcchxXYclhx_UpcchyXYclhy_Ipcclhx;Iclhy=UpcchxXYclhy+UpcchyXYclhx-Ipcclhy;(2)其中，I。lta和I。lhy分別為用戶側(cè)h次發(fā)射諧波電流的實部和虛部，而Yclta和Yclhy分別為用戶側(cè)用電設(shè)備h次諧波導(dǎo)納估計值的實部和虛部，Up。。hx、Up。。hy分別為公共連接點的h次諧波電壓測量值經(jīng)過傅立葉變換的實部和虛部，Ip。。lhx、Ip。。lhy分別為用戶側(cè)h次諧波電流測量值經(jīng)過傅立葉變換的實部和虛部；將所述Up。。hx、Up。。hy的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)構(gòu)成偏最小二乘回歸算法中的E。，將所述Ip。。lhx、Ip^hy標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)分別構(gòu)成偏最小二乘回歸算法中的F。，根據(jù)偏最小二乘回歸算法求F。對E。的回歸系數(shù)估計值，通過還原得到所述式(2)的回歸系數(shù)Y。^、Ycihy;根據(jù)上述Yclta、Yclhy計算么w，再將上述Yclhx、Yclhy帶入(2)式計算Iclhx、Iclhy，并獲得/Cl/J;根據(jù)所述計算出的所述用戶側(cè)用電設(shè)備發(fā)射的h次諧波電流值和用戶側(cè)用電設(shè)備h次諧波阻抗值，計算所述用戶側(cè)用電設(shè)備所發(fā)出的h次諧波有功功率。根據(jù)本發(fā)明所述的一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染方法的再一個進一步的方面，所述計算所述用戶側(cè)用電設(shè)備所發(fā)出的h次諧波有功功率為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>根據(jù)本發(fā)明所述的一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染方法的另一個進一步的方面，所述計算所述用戶側(cè)用電設(shè)備所發(fā)出的h次諧波有功功率為i^M二)^/^&p^XCOS^^，其中COSpiA中的小lh為第h次諧波^^A與)e^向量夾角之間的差。根據(jù)本發(fā)明所述的一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染方法的另一個進一步的方面，將所述電流數(shù)據(jù)和公共連接點電壓數(shù)據(jù)傳回系統(tǒng)端還包括，將電流采集裝置和/或電壓采集裝置的唯一標(biāo)識傳送給所述系統(tǒng)端，所述系統(tǒng)端根據(jù)所述唯一標(biāo)識確定與所述采集數(shù)據(jù)相應(yīng)的用戶信息；在發(fā)出報警信息時根據(jù)所述相應(yīng)的用戶信息向用戶發(fā)送報警信息。本發(fā)明實施例還提供了位于公共連接點的電壓采集裝置，用于采集用戶側(cè)用電設(shè)備電流數(shù)據(jù)的電流采集裝置，將所述電壓采集裝置和電流采集裝置的采集結(jié)果傳送給系統(tǒng)端的網(wǎng)絡(luò)，連接所述網(wǎng)絡(luò)接收所述采集結(jié)果進行計算、分析，并發(fā)出報警信息的系統(tǒng)端；所述系統(tǒng)端根據(jù)所述采集結(jié)果利用偏最小二乘回歸算法計算用戶側(cè)用電設(shè)備發(fā)射諧波的電流數(shù)據(jù)和該用電設(shè)備的阻抗值，獲得所述用戶側(cè)用電設(shè)備發(fā)射諧波的有功功率，當(dāng)所述發(fā)射諧波的有功功率超過預(yù)先設(shè)定的門限值時，發(fā)出報警信息。根據(jù)本發(fā)明所述的一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染系統(tǒng)的一個進一步的方面，所述系統(tǒng)端包括分析服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫，其中分析服務(wù)器與所述網(wǎng)絡(luò)相連接，該分析服務(wù)器還包括，列方程單元，方程展開單元，偏最小二乘法計算單元，回帶單元，功率計算單元，報警單元；列方程單元與方程展開單元相連接，所述方程展開單元與偏最小二乘法計算單元相連接，所述回帶單元分別與所述方程展開單元、偏最小二乘法計算單元相連接，所述功率計算單元與所述回帶單元相連接，所述功率計算單元與所述報警單元相連接；所述列方程單元建立用戶側(cè)用電設(shè)備方程)cl/l=&—/士w(1)其中h^為所述用戶側(cè)用電設(shè)備h次發(fā)射諧波電流估計值，^^為用戶側(cè)用電設(shè)備h次諧波阻抗估計值，&p^為公共連接點的h次諧波電壓測量值，i^^為用戶側(cè)h次諧波電流測量值；所述方程展開單元設(shè)f^為5w所對應(yīng)的導(dǎo)納值，將(1)式按照實部、虛部展開Iclhx—UpcchxXYclhx_UpcchyXYclhy_Ipcclhx;Iclhy=UpcchxXYclhy+UpcchyXYclhx_Ipcclhy;(2)其中，1。1115￡和1^y分別為用戶側(cè)h次發(fā)射諧波電流估計值的實部和虛部，而Yc^和Y。lhy分別為用戶側(cè)用電設(shè)備h次諧波導(dǎo)納估計值的實部和虛部，Up。。hx、Up。。hy分別為公共連接點的h次諧波電壓測量值的實部和虛部，Ip。。lhx、Ip。。lhy分別為用戶側(cè)h次諧波電流測量值的實部和虛部；所述偏最小二乘法計算單元將Up。^、Up。。hy的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)構(gòu)成偏最小二乘回歸算法中的E。，將Ip。。lta、Ip。。lhy標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)分別構(gòu)成偏最小二乘回歸算法中的F。，根據(jù)偏最小二乘回歸算法求F。對E。的回歸系數(shù)估計值，通過還原得到所述式(2)的回歸系數(shù)Y。^、Lhy;所述回帶單元根據(jù)上述偏最小二乘法計算單元輸出的Y。lta、Y。lhy計算^^，將所述Yc^、Ydhy帶入所述方程展開單元的(2)式計算Idhx、Idhy，并獲得]"dA;所述功率計算單元根據(jù)所述回帶單元輸出的所述用戶側(cè)用電設(shè)備h次諧波發(fā)射電流和用戶側(cè)用電設(shè)備h次諧波阻抗，計算所述用戶側(cè)用電設(shè)備所發(fā)射的h次諧波有功功率；所述報警單元用于根據(jù)所述功率計算單元的輸出結(jié)果進行判斷，當(dāng)所述發(fā)射諧波的有功功率超過預(yù)先設(shè)定的門限值時，發(fā)出報警信息。根據(jù)本發(fā)明所述的一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染系統(tǒng)的再一個進一步的方面，所述功率計算單元計算所述用戶側(cè)用電設(shè)備所發(fā)出的h次諧波有功功率為尸c^zr/ci/^xZclA根據(jù)本發(fā)明所述的一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染系統(tǒng)的另一個進一步的方面，所述計算所述用戶側(cè)用電設(shè)備所發(fā)出的h次諧波有功功率為》w-i^x&p^XCOS^A，其中C0S^1A中的小m為第h次諧波^—與hw向量夾角之間的差。根據(jù)本發(fā)明所述的一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染系統(tǒng)的另一個進一步的方面，所述電流采集裝置和電壓采集裝置向所述系統(tǒng)端發(fā)送采集數(shù)據(jù)的同時還發(fā)送所述電流采集裝置和電壓采集裝置的唯一標(biāo)識；所述分析服務(wù)器還包括匹配單元，分別與所述列方程單元和報警單元相連接，根據(jù)所述唯一標(biāo)識定與所述采集數(shù)據(jù)相應(yīng)的用戶信息，在所述報警單元發(fā)出報警信息時根據(jù)所述相應(yīng)的用戶信息向用戶發(fā)送報警信息。本發(fā)明實施例的有益效果在于，本發(fā)明能夠較為合理的計量非線性負荷(即負荷阻抗的虛部不為零的負荷)所吸收或者發(fā)出的諧波功率，便于監(jiān)測用戶側(cè)用電設(shè)備對電網(wǎng)的污染，以減小電網(wǎng)供電質(zhì)量的波動。此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。在附圖中圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)波動量法電路圖；圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)雙線性回歸估計法電路圖；圖3所示為本發(fā)明檢測用戶側(cè)諧波發(fā)射水平的流程圖；圖4所示為本發(fā)明諧波發(fā)射水平檢測電路原理；圖5所示為本發(fā)明利用偏最小二乘回歸算法計算用戶側(cè)諧波功率的流程圖；圖6所示為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖7所示為本發(fā)明分析服務(wù)器結(jié)構(gòu)圖。具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合實施方式和附圖，對本發(fā)明做進一步詳細說明。在此，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明用于解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。本發(fā)明實施例提供一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染的方法及系統(tǒng)。以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明。如圖3所示為本發(fā)明檢測用戶側(cè)諧波發(fā)射水平的流程圖，步驟301，利用某個用戶側(cè)的電流采集裝置獲得用戶側(cè)的電流數(shù)據(jù)Ipe^，利用公共連接點(PCC:PointofCommonCoupling)的電壓采集裝置獲得PCC點的電壓數(shù)據(jù)Upcch。步驟302，所述電流采集裝置和電壓采集裝置將所述采集到的數(shù)據(jù)向系統(tǒng)端發(fā)送，其中，在發(fā)送的過程中在所述采集數(shù)據(jù)中加入所述電流采集裝置和/或電壓采集裝置的編號，或者IP地址，所述傳送是通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)或者無線網(wǎng)絡(luò)進行傳輸?？梢詥为殏魉碗娏鞑杉b置的編號(IP地址)或者單獨傳送電壓采集裝置的編號(IP地址)。步驟303，所述系統(tǒng)端根據(jù)所述接收采集數(shù)據(jù)時接收到的電流采集裝置和電壓采集裝置的編號或者IP地址信息，與數(shù)據(jù)庫中存儲的電流采集裝置、電壓采集裝置和用電用戶關(guān)系表進行匹配，確定所述采集數(shù)據(jù)對應(yīng)的用戶。其中，公共連接點的電壓采集裝置的編號或者IP地址對應(yīng)著多個用戶的用電設(shè)備，所述用戶側(cè)的電流采集裝置的編號或者IP地址對應(yīng)著某一格用戶的用電設(shè)備。所述編號或者IP地址是指不同電流采集裝置或者電壓采集裝置的唯一標(biāo)識，還可以采用其他標(biāo)識方式，本例中只是列舉了編號或者IP地址兩種方式。步驟304，所述系統(tǒng)端對所述采集到的用戶側(cè)電流數(shù)據(jù)和PCC點采集到的電壓數(shù)據(jù)進行計算，利用偏最小二乘回歸算法計算所述用戶側(cè)用電設(shè)備作為電流源某次諧波的發(fā)射有功功率。并判斷當(dāng)該諧波的發(fā)射有功功率大于某個門限值時，向管理人員發(fā)送報警信息。所述諧波的發(fā)射有功功率大于某個門限值說明用戶側(cè)的用電器發(fā)射的諧波對電網(wǎng)產(chǎn)生了污染，影響到電網(wǎng)中其他用戶或者影響到供電系統(tǒng)。所述門限值是由管理人員事先預(yù)定的數(shù)值。步驟305，所述報警信息通過屏幕或者報表的形式向所述管理人員顯示，所述管理人員可以直接查看所述計算結(jié)果或者根據(jù)報警信息，對所述用戶側(cè)對諧波污染進行監(jiān)視，并向所述用戶發(fā)送警告信息，促使該用戶改變用電方法，降低用戶側(cè)對電網(wǎng)的污染。如圖4所示為本發(fā)明諧波發(fā)射水平檢測電路原理圖，其中&m為系統(tǒng)側(cè)h次諧波電壓源，^^為系統(tǒng)側(cè)h次諧波阻抗，5wj^分別為兩用戶側(cè)h次諧波阻抗，^wJw分別為兩用戶h次諧波電流源，&p^為公共連接點的h次諧波電壓J^,為公共連接點h次的諧波電流，)fmJ^^分別為兩用戶支路h次諧波電流。如圖5所示為本發(fā)明利用偏最小二乘回歸算法計算用戶側(cè)發(fā)射諧波功率的流程圖，步驟501，根據(jù)上述電路原理圖4，對節(jié)點a由基爾霍夫定律KCL可列出下列方程)cl/l=&—/L—}-;(D步驟502，設(shè)、h2A分別為、^^所對應(yīng)的導(dǎo)納值，其中a=1/，h2A=l/h2/l，則上式按照實部和虛部展開Iclhx—UpcchxXYclhx_UpcchyXYclhy_Ipcclhx.Iclhy=UpcchxXYclhy+UpcchyXYclhx_Ipcclhy;(2)其中，1。^和Idhy分別為用戶側(cè)用電設(shè)備發(fā)射諧波電流估計值的實部和虛部，而Y。lta和Y。lhy分別為所述用電設(shè)備諧波導(dǎo)納估計值的實部和虛部'步驟503，其中未知變量分別為Y。lhx，Y。lhy，I。lhx，I。lhv，由電壓采集裝置采集PCC點clhy，pcclhx、Ipcclhy，"^寸Ipcclhx、Ipcclhy標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)分別構(gòu)成偏卜佶(ITTT二l且Wpcchx、upcchy、連續(xù)幾個周期的電壓波形數(shù)據(jù)，即每周期128或256個點，n個周期，對每個周期的數(shù)據(jù)做傅里葉變換可得到該周期各次諧波電壓復(fù)數(shù)即實部虛部Up。^、Up。。hy，將Up。^、Up。。hy的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)構(gòu)成偏最小二乘回歸算法中的E。，即將Up。。hx、Up。。hy作為E。矩陣的兩列。由電流采集裝置采集連續(xù)幾個周期的電流波形數(shù)據(jù)，然后對每周期做傅里葉變換可得各次諧波電流的復(fù)數(shù)值，即實部虛部I最小二乘回歸算法中的F。。因此，根據(jù)偏最小二乘回歸分析方法可以由》Ipcclhx、IP。。lhy)求取未知變量的估計值。可以求F。對E。的回歸系數(shù)估計值，通過還原得到式(2)的回歸系數(shù)Y。A、Y^hy。步驟504，根據(jù)上述采用偏最小二乘回歸算法得到的回歸系數(shù)Y。^、Ydhy計算Z。^、Zclhy，將上述Yclta、Yclhy帶入(2)式計算Iclta、Iclhy，并最終利用Iclhx、Iclhy計算)Cl/J。步驟505，最終可以得到負荷1所發(fā)出的h次諧波有功功率為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>或者可以同過<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>，計算負荷1所發(fā)出的h次諧波有功功率，其中C0S^1A中的^h為第h次諧波&^與hw向量夾角之間的差。根據(jù)上述步驟401-步驟405，分析節(jié)點b，即可計算得Ze2x、Ze2y，從而根據(jù)(2)式計算I。2hx、1。一，再通過(1)式獲得i^。該節(jié)點b負荷2所發(fā)出的h次諧波有功功率為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>或者可以同過<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>，計算負荷2所發(fā)出的h次諧波有功功率，其中COS(^2A中的小211為第^1次諧波&/^與^2/1向量夾角之間的差。作為優(yōu)選的實施例，以下為上述步驟503、504的具體計算過程1.測量PCC連接點的電壓數(shù)據(jù)，表l為測量得到的PCC連接點電壓數(shù)據(jù)，每列為一個周期128點PCC點測量的電壓數(shù)據(jù)，5列為5個周期，其中只列出了前面10行數(shù)據(jù)。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>2.原始數(shù)據(jù)每周期做一次傅里葉變換(FFT)，變換后得到的復(fù)數(shù)值如表2所示，第一行為基波數(shù)據(jù)，2到20行分別為2次諧波到20次諧波電壓復(fù)數(shù)值，其中只列出前面5行數(shù)據(jù)，1到5列分別為5個周期數(shù)據(jù)。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>3.以三次諧波為例，取上述表2中的三次諧波復(fù)數(shù)，計算每個復(fù)數(shù)的幅值和相角，進而得到電壓復(fù)數(shù)的實部和虛部Up。。3x、Up。。3y。計算公式如下仏=(abs(ql))';%計算電壓的幅值，abs為MATLAB(—款數(shù)學(xué)軟件)中自帶函數(shù)，用于計算向量的幅值。U2=(angle(ql))';%計算電壓相角，angle為MATLAB中自帶函數(shù)，用于計算向量的相角。Upcc3x=U^COS(U2);%計算電壓實部。Upcc3y=U^sin(U》;%計算電壓虛部。其中ql為三次諧波電壓的復(fù)數(shù)值，1行5列矩陣。表3為測量得到的用戶側(cè)支路電流數(shù)據(jù)，每列為一個周期128點電流采集裝置采集的電流數(shù)據(jù)，5列為5個周期，其中只列出了前面10行數(shù)據(jù)。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>原始數(shù)據(jù)每周期做一次傅里葉變換(FFT)，變換后得到的復(fù)數(shù)值如表4所示，第一行為基波數(shù)據(jù)，2到20行分別為2次諧波到20次諧波電流復(fù)數(shù)值，其中只列出前面5行數(shù)據(jù)，1到5列分別為5個周期數(shù)據(jù)。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>以三次諧波為例，取上述表4中的三次諧波復(fù)數(shù)，計算每個復(fù)數(shù)的幅值和相角，進而得到電流復(fù)數(shù)的實部和虛部Ipcc3x、Ipcc3y0計算公式如下Iu=(abs(wl))，pcc3xpcc3y(angle(wl))，=工u化OS(工22)=1,一sin(122)%計算電流幅值。%計算電流相角。%計算電流實部。%計算電流虛部。其中wl為三次諧波用戶側(cè)支路電流的復(fù)數(shù)值，1行5列矩陣'Upcc3xXYc■Upcc3yXYc3y-iPCc3x，在本例中為三次諧波，將x0101]0102]0103]0104]0105]0106]0107]Upcc3x，0108]0109]0110]0111]0112]化。0113]0114]0115]0116]0117]0118]0119]0120]0121]lhlII"I0122]式中Pl和ri是回歸系數(shù)，E工和巳記為殘差矩陣，然后進行第二步，以E工和巳分別取代E。和F。繼續(xù)上述，直到滿足足夠的精度，算法終止。0123]通過以上步驟可計算得到用戶側(cè)導(dǎo)納Y。3x、Y。3y，將其帶入I。3x=134.根據(jù)展開力、-Upcc3y]，Y—Ipcc3x，將以上值帶入偏最小二乘算法公式記F。是Y的標(biāo)準(zhǔn)化變量式中^是y的均值，sy是y的標(biāo)準(zhǔn)差。而記E。是X的標(biāo)準(zhǔn)化矩陣，將E。的每一列，即Up。。3x和-Up。。3y進行如上F。的標(biāo)準(zhǔn)將E。和F。帶如以下公式計算回歸系數(shù)叫一f因為E。，F(xiàn)。均是單位向量，所以五o尸+oi'…五op']^)=[^力."*/>，力]Wi下面實施E。以及F。對^的回歸，即F0=tir'^一叢r-J^La一II"2，g.<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>3yIpcc3x賃即可計算得到I。3x。5.根據(jù)展開公式Ie3y=UpdXYe3y+Upee3yXYed3y，在本例中為三次諧波，將步驟4中得到的Y。3x、Y。3y，將其帶入展開公式I。3y=UPcc3xXYc3y+UPcc3yXYc3x-IPcc3y，即可計算得到工c3y。通過I。3x和I。3y計算得到用戶側(cè)用電設(shè)備發(fā)射的電流}￡3。通過Y^、Yc3y計算出^3。該用戶側(cè)所發(fā)出的3次諧波有功功率為Pc3"c32xZc3如圖6所示為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，包括用電設(shè)備601，電流采集裝置602，電壓采集裝置603，電網(wǎng)604，互聯(lián)網(wǎng)605，分析服務(wù)器606，數(shù)據(jù)庫607。所述用電設(shè)備601與電網(wǎng)604相連接，以獲取電網(wǎng)的電能輸入，在所述用電設(shè)備601與電網(wǎng)604連接中還依次連接有電流采集裝置602和電壓采集裝置603，所述電能采集裝置602通過互聯(lián)網(wǎng)604與分析服務(wù)器605相連接，所述分析服務(wù)器605與數(shù)據(jù)庫相連接。所述用電設(shè)備601為用戶側(cè)的用電設(shè)備，由于用電設(shè)備的不同，可能用戶側(cè)的用電設(shè)備會產(chǎn)生影響電網(wǎng)的諧波。所述電流采集裝置602，連接于用電設(shè)備601，采集用電設(shè)備處電流數(shù)據(jù)。并可以將該電流采集裝置602的編號或者IP地址連同所述電流數(shù)據(jù)發(fā)送給分析服務(wù)器606。所述電壓采集裝置603，連接于PCC點，用于采集PCC點的電壓數(shù)據(jù)。并可以將該電流采集裝置603的編號或者IP地址連同所述電流數(shù)據(jù)發(fā)送給分析服務(wù)器606。電網(wǎng)604，向不同的用電設(shè)備601進行供電?；ヂ?lián)網(wǎng)605，分析服務(wù)器605通過所述互聯(lián)網(wǎng)605分別連接電流采集裝置602和電壓采集裝置603，用于傳送所述電流采集裝置602和電壓采集裝置603發(fā)送的數(shù)據(jù)。作為優(yōu)選的實施例，分析服務(wù)器605通過無線網(wǎng)絡(luò)分別與電流采集裝置602和電壓采集裝置603相連接，即，使用無線網(wǎng)絡(luò)代替本例中的互聯(lián)網(wǎng)605?；蛘哌€可以使用現(xiàn)有的電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)傳送所述電流采集裝置602和電壓采集裝置603發(fā)送的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫607，用于存儲電流采集裝置和電壓采集裝置編號與用戶之間關(guān)系表。分析服務(wù)器606，用于根據(jù)所述采集的電流數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)，使用偏最小二乘回歸算法計算用戶側(cè)用電設(shè)備601發(fā)射的某次諧波有功功率。根據(jù)所述電流采集裝置602和/或電壓采集裝置603編號或者IP地址找出與所述傳送數(shù)據(jù)相對應(yīng)的用戶，當(dāng)所述用戶側(cè)用電設(shè)備601的發(fā)射諧波有功功率大于某個預(yù)設(shè)的門限值，則向管理人員發(fā)送報警信息，并向所對應(yīng)的用戶發(fā)送報警信息。向所述管理人員和用戶發(fā)送報警信息，可以使用短信息的方式，或者發(fā)送電子郵件的形式，或者向管理人員的顯示器發(fā)送提示信息。如圖7所示為本發(fā)明分析服務(wù)器結(jié)構(gòu)圖，包括匹配單元701，列方程單元702，方程展開單元703，偏最小二乘法計算單元704，回帶單元705，功率計算單元706，報警單元707。所述匹配單元701分別與所述列方程單元702和報警單元707，所述列方程單元702與所述方程展開單元703相連接，所述方程展開單元703與所述偏最小二乘法計算單元704相連接，所述回帶單元705分別與所述方程展開單元703和所述偏最小二乘法計算單元704相連接，所述回帶單元705與所述功率計算單元706相連接，所數(shù)功率計算單元706與所述報警單元707相連接。所述匹配單元701，將接收到的電壓采集裝置和電流采集裝置的編號或者IP地址與數(shù)據(jù)庫中存儲的電流采集裝置、電壓采集裝置和用電用戶關(guān)系表進行匹配，確定所述采集數(shù)據(jù)對應(yīng)的用戶及其聯(lián)系方式。所述列方程單元702，用于根據(jù)上述電路原理圖4，對節(jié)點a由基爾霍夫定律KCL可列出下列方程<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>所述方程展開單元703，設(shè)h,,、i^,分別為^^j^所對應(yīng)的導(dǎo)納值，用于將所述列方程單元702輸出的(1)式按照實部和虛部展開"""clhxupcchx八"lhxupcchy八"lhyipcclhx，工clhv—UDcchxXYihv+UDhvXYihx_IDcclhv5(2)clhy。pcchx八丄clhy。pcchy八丄clhx丄pcclhy所述偏最小二乘法計算單元704，由電壓采集裝置603采集PCC點連續(xù)幾個周期的電壓波形數(shù)據(jù)，即每周期128或256個點，n個周期，對每個周期的數(shù)據(jù)做傅里葉變換可得到該周期各次諧波電壓復(fù)數(shù)即實部虛部Up。。hx、1一，將Up。。hx、Up。。hy的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)構(gòu)成偏最小二乘回歸算法中的E。，即將Up。。hx、Up。。hy作為E。矩陣的兩列。由電流采集裝置602采集連續(xù)幾個周期的電流波形數(shù)據(jù)，然后對每周期做傅里葉變換可得各次諧波電流的復(fù)數(shù)值，即實部虛部I一ta、Ip^hy，將IP。。lhx、IP。。lhy標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)分別構(gòu)成偏最小二乘回歸算法中的F。。因此，根據(jù)偏最小二乘回歸分析方法可以由測量值(Up。。ta、Up。。hy、Ip。。lhx、IP。。lhy)求取未知變量的估計值?？梢郧驠。對E。的回歸系數(shù)估計值，通過還原得到所述方程展開單元703輸出的(2)式的回歸系數(shù)Y。^、Lhy。所述回帶單元705，根據(jù)上述偏最小二乘法計算單元704輸出的回歸系數(shù)Ydhx、Yclhy計算Zelhx、Zelhy，根據(jù)所述回歸系數(shù)Yelta、Yelhy利用方程展開單元703輸出的(2)式計算Iclta、Ielhy，并最終根據(jù)Ielhx、Ielhy獲得)clA。其中，I。lhx和I。lhy分別為用戶側(cè)用電設(shè)備a發(fā)射諧波電流估計值的實部和虛部，而Z。lta和Z。lhy分別為用戶側(cè)用電設(shè)備a諧波阻抗估計值的實部和虛部。所述功率計算單元706，最終可以根據(jù)所述回帶單元705輸出的結(jié)果得到負荷1所發(fā)出的h次諧波有功功率<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>或者可以同過i^w=}cl/lx^p^XC0S^1A，計算負荷1所發(fā)出的h次諧波有功功率，其中cos^m中的^h為第h次諧波&一hw向量夾角之間的差。所述報警單元707，從所述匹配單元701中獲得所數(shù)采集數(shù)據(jù)與相應(yīng)用戶的數(shù)據(jù)，判斷所述功率計算單元705輸出的負荷1所發(fā)出的h次諧波有功功率大于一個預(yù)先設(shè)定的門限值時，則向相應(yīng)的管理人員和/或用戶發(fā)送報警信息，其可以通過短信息的接口或者電子郵件的接口向所述管理人員和/或用戶發(fā)送報警信息。本發(fā)明的有益效果在于，采用偏最小二乘回歸模型來完成對諧波源的辨識，能夠比較準(zhǔn)確的得到系統(tǒng)側(cè)和用戶側(cè)各自發(fā)出的諧波電流。能夠在自變量存在嚴(yán)重相關(guān)性的條件下進行回歸建模；允許在樣本點個數(shù)少于變量個數(shù)的條件下進行回歸建模。本發(fā)明能夠較為合理的計量非線性負荷(即其阻抗的虛部不為零)所吸收或者發(fā)出的諧波功率，便于監(jiān)測用戶側(cè)用電設(shè)備對電網(wǎng)的污染，以減小電網(wǎng)供電質(zhì)量的波動。以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，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、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。權(quán)利要求一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染的方法，其特征在于該方法包括，利用電流采集裝置采集用戶側(cè)用電設(shè)備電流數(shù)據(jù)，利用電壓采集裝置采集公共連接點電壓數(shù)據(jù)，將所述電流數(shù)據(jù)和公共連接點電壓數(shù)據(jù)傳回系統(tǒng)端，在所述系統(tǒng)端利用偏最小二乘回歸算法計算用戶側(cè)用電設(shè)備發(fā)射諧波的電流數(shù)據(jù)和該用電設(shè)備的諧波阻抗值，計算所述用戶側(cè)用電設(shè)備發(fā)射諧波的有功功率，當(dāng)所述發(fā)射諧波的有功功率超過預(yù)先設(shè)定的門限值時，發(fā)出報警信息。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染的方法，其特征在于，建立用戶側(cè)用電設(shè)備方程<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中h^為所述用戶側(cè)用電設(shè)備h次發(fā)射諧波電流估計值，h^為用戶側(cè)用電設(shè)備h次諧波阻抗估計值，&p^為公共連接點的h次諧波電壓測量值J^^為用戶側(cè)h次諧波的電流測量值；設(shè)fw為2w所對應(yīng)的導(dǎo)納值，將(1)式按照實部、虛部展開<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中，I。lhx和I。lhy分別為用戶側(cè)h次發(fā)射諧波電流估計值的實部和虛部，而Y。lhx和Y。lhy分別為用戶側(cè)用電設(shè)備h次諧波導(dǎo)納估計值的實部和虛部，Up。。hx、Up。。hy分別為公共連接點的h次諧波電壓測量值經(jīng)過傅立葉變換的實部和虛部，Ip。。lhx、Ip。。lhy分別為用戶側(cè)h次諧波電流測量值經(jīng)過傅立葉變換的實部和虛部；將所述Up。。ta、Up。。hy的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)構(gòu)成偏最小二乘回歸算法中的E。，將所述IP。。lta、IP。。lhy標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)分別構(gòu)成偏最小二乘回歸算法中的F。，根據(jù)偏最小二乘回歸算法求F。對E。的回歸系數(shù)估計值，通過還原得到所述式(2)的回歸系數(shù)Y。^、Y^y;根據(jù)上述Yelta、Yelhy計算S^，再將上述Yelhx、Yelhy帶入(2)式計算Ielta、Ielhy，并獲得根據(jù)所述計算出的所述用戶側(cè)用電設(shè)備發(fā)射h次諧波電流源電流和用戶側(cè)用電設(shè)備h次諧波阻抗值，計算所述用戶側(cè)用電設(shè)備所發(fā)出的h次諧波有功功率。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染的方法，其特征在于，所述計算所述用戶側(cè)用電設(shè)備所發(fā)射的h次諧波有功功率為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染的方法，其特征在于，所述計算所述用戶側(cè)用電設(shè)備所發(fā)射的h次諧波有功功率為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中COS^1A中的小lh為第h次諧波&—與}^向量夾角之間的差。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染的方法，其特征在于，將所述電流數(shù)據(jù)和公共連接點電壓數(shù)據(jù)傳回系統(tǒng)端還包括，將電流采集裝置和/或電壓采集裝置的唯一標(biāo)識傳送給所述系統(tǒng)端，所述系統(tǒng)端根據(jù)所述唯一標(biāo)識確定與所述采集數(shù)據(jù)相應(yīng)的用戶信息；在發(fā)出報警信息時根據(jù)所述相應(yīng)的用戶信息向用戶發(fā)送報警信息。6.—種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括，位于公共連接點的電壓采集裝置，用于采集用戶側(cè)用電設(shè)備電流數(shù)據(jù)的電流采集裝置，將所述電壓采集裝置和電流采集裝置的采集結(jié)果傳送給系統(tǒng)端的網(wǎng)絡(luò)，連接所述網(wǎng)絡(luò)接收所述采集結(jié)果進行計算、分析，并發(fā)出報警信息的系統(tǒng)端；所述系統(tǒng)端根據(jù)所述采集結(jié)果利用偏最小二乘回歸算法計算用戶側(cè)用電設(shè)備發(fā)射諧波的電流數(shù)據(jù)和該用電設(shè)備諧波阻抗值，獲得所述用戶側(cè)用電設(shè)備發(fā)射諧波的有功功率，當(dāng)所述發(fā)射諧波的有功功率超過預(yù)先設(shè)定的門限值時，發(fā)出報警信息。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)端包括分析服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫，其中分析服務(wù)器與所述網(wǎng)絡(luò)相連接，該分析服務(wù)器還包括，列方程單元，方程展開單元，偏最小二乘法計算單元，回帶單元，功率計算單元，報警單元；列方程單元與方程展開單元相連接，所述方程展開單元與偏最小二乘法計算單元相連接，所述回帶單元分別與所述方程展開單元、偏最小二乘法計算單元相連接，所述功率計算單元與所述回帶單元相連接，所述功率計算單元與所述報警單元相連接；所述列方程單元建立用戶側(cè)用電設(shè)備方程/clfe=C7—/Z—/戸1A(1)其中L,所述用戶側(cè)用電設(shè)備h次發(fā)射諧波電流估計值，厶A為用戶側(cè)用電設(shè)備h次諧波阻抗估計值，^p^為公共連接點的h次諧波電壓測量值J^^為用戶側(cè)h次諧波電流所述方程展開單元設(shè)f^為^^所對應(yīng)的導(dǎo)納值，將(1)式按照實部、虛部展開"""clhxupcchx八"lhxupcchy八1clhyipcclhx，工clhy—UpcchxXYcihy+UpcchyXYcihx-Ipcclhy其中，I。lhx和I。lhy分別為用戶側(cè)h次發(fā)射諧波電流估計值的實部和虛部，而Y。lhx和Y。lhy分別為用戶側(cè)用電設(shè)備h次諧波導(dǎo)納估計值的實部和虛部，Up。。hx、Up。。hy分別為公共連接點的h次諧波電壓測量值的實部和虛部，Ip。。lhx、Ip。。lhy分別為用戶側(cè)h次諧波電流測量值的實部和虛部；所述偏最小二乘法計算單元將Up。^、Up。。hy的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)構(gòu)成偏最小二乘回歸算法中的E。，將Ip。。lta、Ip^hy標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)分別構(gòu)成偏最小二乘回歸算法中的F。，根據(jù)偏最小二乘回歸算法求F。對E。的回歸系數(shù)估計值，通過還原得到所述式(2)的回歸系數(shù)Y。^、Ydhy;所述回帶單元根據(jù)上述偏最小二乘法計算單元輸出的Y^、Ye勿計算h^，將所述Y^、Y。lhy帶入所述方程展開單元的(2)式計算1。^、Idhy，并獲得)d^所述功率計算單元根據(jù)所述回帶單元輸出的所述用戶側(cè)用電設(shè)備h次發(fā)射諧波電流數(shù)據(jù)和該用電設(shè)備h次諧波阻抗值，計算所述用戶側(cè)用電設(shè)備所發(fā)射的h次諧波有功功率；所述報警單元用于根據(jù)所述功率計算單元的輸出結(jié)果進行判斷，當(dāng)所述發(fā)射諧波的有功功率超過預(yù)先設(shè)定的門限值時，發(fā)出報警信息。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染的系統(tǒng)，其特征在于，所述功率計算單元計算所述用戶側(cè)用電設(shè)備發(fā)射的h次諧波有功功率為9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染的系統(tǒng)，其特征在于，所述計算所述用戶側(cè)用電設(shè)備所發(fā)射的h次諧波有功功率為j^/^hiAX&;^xeos^A，其中C0S^1A中的小m為第h次諧波&—與h^向量夾角之間的差。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染的系統(tǒng)，其特征在于，所述電流采集裝置和電壓采集裝置向所述系統(tǒng)端發(fā)送采集數(shù)據(jù)的同時還發(fā)送所述電流采集裝置和/或電壓采集裝置的唯一標(biāo)識；所述分析服務(wù)器還包括匹配單元，分別與所述列方程單元和報警單元相連接，根據(jù)所述唯一標(biāo)識定與所述采集數(shù)據(jù)相應(yīng)的用戶信息，在所述報警單元發(fā)出報警信息時根據(jù)所述相應(yīng)的用戶信息向用戶發(fā)送報警信息。全文摘要本發(fā)明涉及電能質(zhì)量監(jiān)控領(lǐng)域，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中不能準(zhǔn)確獲得用戶側(cè)諧波污染的問題，提供了一種監(jiān)測用戶側(cè)諧波污染的方法及系統(tǒng)。本發(fā)明方法利用電流采集裝置采集用戶側(cè)用電設(shè)備電流數(shù)據(jù)，利用電壓采集裝置采集公共連接點電壓數(shù)據(jù)，將所述電流數(shù)據(jù)和公共連接點電壓數(shù)據(jù)傳回系統(tǒng)端，在所述系統(tǒng)端利用偏最小二乘回歸算法計算用戶側(cè)用電設(shè)備發(fā)射諧波的電流數(shù)據(jù)和該用電設(shè)備諧波的阻抗值，獲得所述用戶側(cè)用電設(shè)備發(fā)射諧波的有功功率，當(dāng)所述發(fā)射諧波的有功功率超過預(yù)先設(shè)定的門限值時，發(fā)出報警信息。本發(fā)明的有益效果在于，便于監(jiān)測用戶側(cè)用電設(shè)備對電網(wǎng)的污染，以減小電網(wǎng)供電質(zhì)量的波動。文檔編號G01R21/00GK101726663SQ20081022542公開日2010年6月9日申請日期2008年10月30日優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日發(fā)明者張云燕,徐永海,朱永強,王建偉,肖湘寧,蔡維,趙燕坤,鄧春,鎖娟申請人:華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司;華北電力大學(xué)