本发明涉及分布式光伏系统技术领域，具体公开了一种分布式光伏谐波定量评估方法、系统、终端设备及介质；方法包括：获取关注时间点公共耦合点处的电压，以及各条馈线的电流数据，形成馈线电流矩阵；计算各条馈线电流的互信息值；选取互信息值大于设定值的馈线，将所述馈线的电流数据相加作为馈线电流矩阵中新的一列数据，同时删除所述馈线在馈线电流矩阵中原来的电流数据，形成新的馈线电流矩阵；利用独立矢量分析算法对新的馈线电流矩阵进行运算，得到解耦后的分离矩阵；基于公共耦合点处的电压和分离矩阵，得到h次谐波的谐波定量评估结果。本发明可以准确评估分布式光伏接入下，谐波电流相关性较高的多条馈线的谐波责任。
1.一种分布式光伏谐波定量评估方法，其特征在于，包括：获取关注时间点公共耦合点处的电压，以及各条馈线的电流数据，形成馈线电流矩阵；
基于各条馈线的电流数据，计算各条馈线电流的互信息值；
选取互信息值大于设定值的馈线，将所述馈线的电流数据相加作为馈线电流矩阵中新的一列数据，同时删除所述馈线在馈线电流矩阵中原来的电流数据，形成新的馈线电流矩阵；
利用独立矢量分析算法对新的馈线电流矩阵进行运算，得到解耦后的分离矩阵；
基于公共耦合点处的电压和分离矩阵，得到h次谐波的谐波定量评估结果；
所述h次谐波的谐波定量评估结果中，第k列谐波定量评估结果 ，为互信息值大于设定值的馈线的谐波定量评估结果之和；
得到h次谐波的谐波定量评估结果之后，假设对互信息值大于设定值的馈线电流之和进行解耦后，得到的第i个电流数据为 ，在互信息值大于设定值的馈线中，计算第m条馈线的馈线电流与 的相关系数；
基于所述相关系数和电流波动系数，对互信息值大于设定值的馈线进行谐波定量评估。
2.如权利要求1所述的一种分布式光伏谐波定量评估方法，其特征在于，计算第m条馈线的馈线电流与 的相关系数 ，具体为：其中， 为互信息值大于设定值的馈线中，第m条馈线的第i个电流数据； 为互信息值大于设定值的馈线中，第m条馈线的电流平均值； 为对互信息值大于设定值的馈线电流之和进行解耦后，得到的所有电流数据的平均值。
3.如权利要求2所述的一种分布式光伏谐波定量评估方法，其特征在于，对互信息值大于设定值的馈线进行谐波定量评估，具体为：其中， 为 的累加值； 为电流波动系数； 为互信息值大于设定值的馈线中，第m条馈线的电流平均值； 为互信息值大于设定值的馈线中，第m条馈线的电流最大值； 表示互信息值大于设定值的馈线中，第m条馈线的h次谐波定量评估结果。
4.如权利要求1所述的一种分布式光伏谐波定量评估方法，其特征在于，基于各条馈线的电流数据，计算各条馈线电流的互信息值，具体为：其中， 表示馈线i的h次谐波电流的熵值； 表示馈线j的h次谐波电流的熵值; 表示馈线i和馈线j的h次谐波电流的联合熵值； 表示馈线i和馈线j的h次谐波电流的互信息值。
5.如权利要求1所述的一种分布式光伏谐波定量评估方法，其特征在于，基于公共耦合点处的电压和分离矩阵，得到h次谐波的谐波定量评估结果，具体为：其中， 为第l条馈线的谐波定量评估结果； 为馈线l的回归系数； 为的第l列， 为分离矩阵； 表示n*1的h次公共耦合点谐波电压矩阵。
6.如权利要求5所述的一种分布式光伏谐波定量评估方法，其特征在于，利用下式求解各条馈线的回归系数：其中，Z1、Z2、…、Zn分别为馈线1，2…，n的回归系数，E为n*1的单位矩阵，Us为系统侧的谐波电压。
7.一种分布式光伏谐波定量评估系统，其特征在于，包括：数据获取模块，用于获取关注时间点公共耦合点处的电压，以及各条馈线的电流数据，形成馈线电流矩阵；
互信息值计算模块，用于基于各条馈线的电流数据，计算各条馈线电流的互信息值；
理论电流计算模块，用于选取互信息值大于设定值的馈线，将所述馈线的电流数据相加作为馈线电流矩阵中新的一列数据，同时删除所述馈线在馈线电流矩阵中原来的电流数据，形成新的馈线电流矩阵；利用独立矢量分析算法对新的馈线电流矩阵进行运算，得到解耦后的分离矩阵；
谐波定量评估模块，用于基于公共耦合点处的电压和分离矩阵，得到h次谐波的谐波定量评估结果；
所述h次谐波的谐波定量评估结果中，第k列谐波定量评估结果 ，为互信息值大于设定值的馈线的谐波定量评估结果之和；
得到h次谐波的谐波定量评估结果之后，假设对互信息值大于设定值的馈线电流之和进行解耦后，得到的第i个电流数据为 ，在互信息值大于设定值的馈线中，计算第m条馈线的馈线电流与 的相关系数；
基于所述相关系数和电流波动系数，对互信息值大于设定值的馈线进行谐波定量评估。
8.一种终端设备，其包括处理器和存储器，处理器用于实现指令；存储器用于存储多条指令，其特征在于，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1‑6任一项所述的分布式光伏谐波定量评估方法。
9.一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，其特征在于，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求1‑6任一项所述的分布式光伏谐波定量评估方法。
分布式光伏谐波定量评估方法、系统、终端设备及介质
技术领域
[0001] 本发明涉及分布式光伏系统技术领域，尤其涉及一种分布式光伏谐波定量评估方法、系统、终端设备及介质。
背景技术
[0002] 本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
[0003] 光伏发电具有间歇性、随机性和波动性，使得当今配电网状态复杂多变。同时，光伏发电使得大量电力电子器件接入配电网，引入了大量低频谐波和开关次数谐波，使得配电网电能质量问题愈发严重，作为改善电能质量的前提，谐波定量评估研究具有重要意义。
[0004] 集中式谐波定量评估是划分多条馈线所接谐波源负荷对公共耦合点处谐波电压贡献大小的算法，由于配电网大多呈现分散式结构，因此集中式谐波定量评估方法较为常用，然而实际情况下各条馈线之间的电流存在耦合现象，这导致采用馈线上测量的电流数据进行谐波定量评估不一定与实际值成正比。
[0005] 为了获得各条馈线的理论电流，目前主要采用盲源分离算法进行独立量的分离，进而获得各条馈线的理论电流。然而，盲源分离算法需要确保各个数据的独立性，在光伏大规模接入的场景下，存在光伏接入的各条馈线的电流通常具备较高的相关性，此时不能直接使用盲源分离算法对其进行计算；此外，集中式谐波定量评估过程中，也要求数据之间具备独立性，现有技术需要对数据进行复杂的处理才能得到最终的谐波定量评估结果。
发明内容
[0006] 为了解决上述问题，本发明提出了一种分布式光伏谐波定量评估方法、系统、终端设备及介质，通过互信息值校验进行独立成分分析，得到各条馈线的理论电流，然后通过线性回归、加权相关性系数和电流波动系数得到各条馈线的谐波定量评估结果，这使得谐波定量评估结果更加接近真实水平。
[0007] 在一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0008] 一种分布式光伏谐波定量评估方法，包括：
[0009] 获取关注时间点公共耦合点处的电压，以及各条馈线的电流数据，形成馈线电流矩阵；
[0010] 基于各条馈线的电流数据，计算各条馈线电流的互信息值；
[0011] 选取互信息值大于设定值的馈线，将所述馈线的电流数据相加作为馈线电流矩阵中新的一列数据，同时删除所述馈线在馈线电流矩阵中原来的电流数据，形成新的馈线电流矩阵；
[0012] 利用独立矢量分析算法对新的馈线电流矩阵进行运算，得到解耦后的分离矩阵；
[0013] 基于公共耦合点处的电压和分离矩阵，得到h次谐波的谐波定量评估结果。
[0014] 其中，所述h次谐波的谐波定量评估结果中，第k列谐波定量评估结果 ，为互信息值大于设定值的馈线的谐波定量评估结果之和；
[0015] 得到h次谐波的谐波定量评估结果之后，假设对互信息值大于设定值的馈线电流之和进行解耦后，得到的第i个电流数据为 ，在互信息值大于设定值的馈线中，计算第m条馈线的馈线电流与 的相关系数；
[0016] 基于所述相关系数和电流波动系数，对互信息值大于设定值的馈线进行谐波定量评估。
[0017] 在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0018] 一种分布式光伏谐波定量评估系统，包括：
[0019] 数据获取模块，用于获取关注时间点公共耦合点处的电压，以及各条馈线的电流数据，形成馈线电流矩阵；
[0020] 互信息值计算模块，用于基于各条馈线的电流数据，计算各条馈线电流的互信息值；
[0021] 理论电流计算模块，用于选取互信息值大于设定值的馈线，将所述馈线的电流数据相加作为馈线电流矩阵中新的一列数据，同时删除所述馈线在馈线电流矩阵中原来的电流数据，形成新的馈线电流矩阵；利用独立矢量分析算法对新的馈线电流矩阵进行运算，得到解耦后的分离矩阵；
[0022] 谐波定量评估模块，用于基于公共耦合点处的电压和分离矩阵，得到h次谐波的谐波定量评估结果。
[0023] 在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0024] 一种终端设备，其包括处理器和存储器，处理器用于实现指令；存储器用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的分布式光伏谐波定量评估方法。
[0025] 在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
[0026] 一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述的分布式光伏谐波定量评估方法。
[0027] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0028] （1）本发明在传统多馈线谐波定量评估的基础上，考虑了光伏接入条件下部分馈线谐波源相关性较强，传统盲源分离算法不适用的情况，通过互信息值及独立矢量分析算法对各条馈线的真实电流进行还原，同时还考虑了谐波电流的波动性因素，使各条馈线的谐波定量评估结果更加接近真实值；特别适用于高比例分布式光伏接入下的配电系统。
[0029] （2）本发明首先计算相关性较低馈线的谐波定量评估结果以及相关性较高的几条馈线的谐波定量评估结果之和；然后分别计算相关性较高的几条馈线的谐波定量评估结果。可以准确评估分布式光伏接入下，谐波电流相关性较高的多条馈线的谐波责任。
[0030] 本发明的其他特征和附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本方面的实践了解到。
附图说明
[0031] 图1为本发明实施例中大规模光伏并网下多馈线结构示意图；
[0032] 图2为本发明实施例中分布式光伏谐波定量评估方法流程图。
具体实施方式
[0033] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0034] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0035] 实施例一
[0036] 在一个或多个实施方式中，公开了一种分布式光伏谐波定量评估方法，结合图2，具体包括如下过程：
[0037] S101：获取关注时间点公共耦合点处的电压，以及各条馈线的电流数据，形成馈线电流矩阵 ；
[0038] 作为具体的示例，图1给出了大规模光伏并网下多馈线结构，以公共耦合点(Point of common coupling，PCC)为参考，划分系统侧和用户侧；其中，以h次谐波为例，系统侧由h次等效谐波阻抗 和h次等效谐波电流源 并联而成，用户侧由多条馈线并联而成，包括用户馈线1、光伏馈线2，…，光伏馈线n；其中含有较高比例的光伏馈线，每条馈线由h次等效谐波阻抗 和h次等效谐波电流源 并联而成，i表示用户侧的第i条馈线。
[0039] 本实施例馈线电流矩阵 具体为：
[0040]
[0041] 其中， 表示第n条馈线h次谐波在时间点tn时的电流值。
[0042] S102：基于各条馈线的电流数据，计算各条馈线电流的互信息值；具体计算公式如下：
[0043]
[0044] 其中， 表示馈线i和馈线j的h次电流的互信息值。
[0045] 表示馈线i的h次电流数据的熵值，其计算公式为：
[0046]
[0047] 表示馈线i的h次电流数据某个数发生的概率值。
[0048] 表示馈线i和馈线j的h次电流数据的联合熵值，其计算公式为：
[0049]
[0050] 表示馈线i和馈线j的h次电流数据的联合概率。
[0051] S103：选取互信息值大于设定值的馈线，将所述馈线的电流数据相加作为馈线电流矩阵中新的一列数据，同时删除所述馈线在馈线电流矩阵中原来的电流数据，形成新的馈线电流矩阵。
[0052] 本实施例中，对于互信息值大于设定值的馈线，认为他们的相关程度比较高；设定值可以根据实际需要进行选取；比如：本实施例中设定值选取0.3。
[0053] 本实施例形成新的馈线电流矩阵 具体为：
[0054] 其中， 为t1时刻互信息值大于设定值的馈线电流之和，l代表共l条互信息值大于设定值的馈线。
[0055] S104：利用独立矢量分析算法对新的馈线电流矩阵进行运算，得到解耦后的分离矩阵。
[0056] 独立矢量分析是利用数据中的独立性来分离信号，以该信号具有不同的空间分布为前提，假设该信号在时间上和频率上不相关，通过对数据进行矩阵变换，实现对混合信号的分离。
[0057] 独立矢量分析算法模型：
[0058]
[0059] 式中， 为观测信号， 为源信号，A为系数矩阵。
[0060] 其中，观测信号代表进行互信息值计算后形成的新的馈线电流矩阵；源信号代表各个谐波源单独作用时所发出的谐波电流。
[0061] 将观测信号均值化处理得到：
[0062]
[0063] 式中， 为观测信号的均值信号。
[0064] 将数据白化，去除量测信号之间的相关性：
[0065]
[0066] 式中， 为白化矩阵， ， 为 矩阵的特征值， 为矩阵的特征值矩阵， 为数据白化后的矩阵， 与 为相同
维度的矩阵。
[0067] 最终通过牛拉法迭代求解后得到分离矩阵（即理论电流矩阵） :
[0068]
[0069] 式中，W为迭代求解后的参数矩阵，其中 的第k列为对互信息值大于设定值的馈线电流之和进行解耦后的电流。
[0070] S105：基于公共耦合点处的电压和分离矩阵，得到h次谐波的谐波定量评估结果。
[0071] 本实施例中，基于公共耦合点处的电压数据，利用回归法得到各条馈线的回归系数；
[0072]
[0073] 其中， 为n*1的h次公共耦合点谐波电压矩阵，E为n*1的单位矩阵，Zn为馈线n的回归系数，Us为系统侧的谐波电压。
[0074] 然后，基于分离矩阵，得到h次谐波的谐波定量评估结果为：
[0075]
[0076] 式中， 为 的第l列，第k列谐波定量评估结果 为互信息值较高的馈线的谐波定量评估结果之和。
[0077] S106：得到h次谐波的谐波定量评估结果之后，对互信息值大于设定值的馈线进行谐波定量评估。
[0078] 具体地，假设对互信息值大于设定值的馈线电流之和进行解耦后，得到的第i个电流数据为 ，在互信息值大于设定值的馈线中，第m条馈线的馈线电流与的相关系数 ，具体为：
[0079] 其中， 为互信息值大于设定值的馈线中，第m条馈线的第i个电流数据； 为互信息值大于设定值的馈线中，第m条馈线的电流平均值； 为对互信息值大于设定值的馈线电流之和进行解耦后，得到的所有电流数据的平均值。
[0080] 基于所述相关系数和电流波动系数，对互信息值大于设定值的馈线进行谐波定量评估，具体为：
[0081]
[0082] 其中， 为 的累加值； 为电流波动系数； 为互信息值大于设定值的馈线中，第m条馈线的电流平均值； 为互信息值大于设定值的馈线中，第m条馈线的电流最大值。 表示互信息值大于设定值的馈线中，第m条馈线的h次谐波定量评估结果。
[0083] 上述过程最终实现了对各馈线的谐波定量评估。
[0084] 实施例二
[0085] 在一个或多个实施方式中，公开了一种分布式光伏谐波定量评估系统，具体包括：
[0086] 数据获取模块，用于获取关注时间点公共耦合点处的电压，以及各条馈线的电流数据，形成馈线电流矩阵；
[0087] 互信息值计算模块，用于基于各条馈线的电流数据，计算各条馈线电流的互信息值；
[0088] 理论电流计算模块，用于选取互信息值大于设定值的馈线，将所述馈线的电流数据相加作为馈线电流矩阵中新的一列数据，同时删除所述馈线在馈线电流矩阵中原来的电流数据，形成新的馈线电流矩阵；利用独立矢量分析算法对新的馈线电流矩阵进行运算，得到解耦后的分离矩阵；
[0089] 谐波定量评估模块，用于基于公共耦合点处的电压和分离矩阵，得到h次谐波的谐波定量评估结果。
[0090] 需要说明的是，上述各模块的具体实现方式，已经在实施例一中进行了详细的说明，此处不再详述。
[0091] 实施例三
[0092] 在一个或多个实施方式中，公开了一种终端设备，包括服务器，所述服务器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现实施例一中的分布式光伏谐波定量评估方法。为了简洁，在此不再赘述。
[0093] 应理解，本实施例中，处理器可以是中央处理单元CPU，处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC，现成可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0094] 存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据、存储器的一部分还可以包括非易失性随机存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。
[0095] 在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
[0096] 实施例四
[0097] 在一个或多个实施方式中，公开了一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行实施例一中所述的分布式光伏谐波定量评估方法。
[0098] 上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
