基于最大互信息的干扰源类型识别及电能质量需求画像技术

汪颖; 喻梦洁; 卢宏; 肖先勇; 杨心刚; 张鹏

doi:10.7500/AEPS20210706006

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于最大互信息的干扰源类型识别及电能质量需求画像技术

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 基于最大互信息的干扰源类型识别及电能质量需求画像技术
- Interference Source Type Identification and Power Quality Demand Portrait Technology Based on Maximum Mutual Information
- 电力系统自动化 2022年46卷第9期页码：171-181
- 作者机构：
  
  1.四川大学电气工程学院，四川省成都市 610065
  2.国网上海市电力公司电力科学研究院，上海市 200437
- 作者简介：
  
  汪颖(1981—)，女，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：电能质量与优质供电。E-mail：20312028@qq.com
  喻梦洁(1998—)，女，硕士研究生，主要研究方向：电能质量与优质供电。E-mail：2385084841@qq.com
  卢宏(1995—)，男，通信作者，博士研究生，主要研究方向：柔性直流输电技术、电能质量与优质供电。E-mail：571082642@qq.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52077145)
- DOI：10.7500/AEPS20210706006
  中图分类号：
- 收稿：2021-07-06，
  
  修回：2021-11-29，
  
  网络出版：2022-03-28，
  
  纸质出版：2022-05-10
- 稿件说明：
移动端阅览
汪颖,喻梦洁,卢宏等.基于最大互信息的干扰源类型识别及电能质量需求画像技术[J].电力系统自动化,2022,46(9):171-181.

WANG Ying,YU Mengjie,LU Hong,et al.Interference Source Type Identification and Power Quality Demand Portrait Technology Based on Maximum Mutual Information[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(9):171-181.
汪颖,喻梦洁,卢宏等.基于最大互信息的干扰源类型识别及电能质量需求画像技术[J].电力系统自动化,2022,46(9):171-181. DOI： 10.7500/AEPS20210706006.

WANG Ying,YU Mengjie,LU Hong,et al.Interference Source Type Identification and Power Quality Demand Portrait Technology Based on Maximum Mutual Information[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(9):171-181. DOI： 10.7500/AEPS20210706006.

摘要

干扰源类型的准确识别以及电能质量治理需求的直观刻画，是电力公司开展“基础性+增值性”有偿电能质量新业务的关键。文中提出基于最大互信息的干扰源类型识别及电能质量需求画像技术。首先，以用户用电水平特征与电能质量特征之间的相关性为基础，提出基于最大互信息的干扰源类型识别方法；然后，基于电能质量监测数据，构建了一套完整的需求画像标签体系，为干扰源电能质量需求画像技术研究提供了数据基础；最后，提出电能质量发射水平和综合用电水平特征的统一量化方法，构建了综合用电水平-电能质量发射水平图，实现了干扰源电能质量治理需求程度的直观刻画。应用中国东部某大型城市的实测数据和双馈风机实验平台，验证了所提方法的正确性和有效性。

Abstract

Accurate identification of interference source types and intuitive description of power quality management demands are the keys for electric utilities to carry out new business of “basic+value-added” paid power quality. This paper proposes an interference source type identification method and a power quality demand portrait technology based on the maximum mutual information. Firstly

based on the correlation between the user’s power consumption characteristics and power quality characteristics

an interference source type identification method based on the maximum mutual information is proposed. Secondly

based on the power quality monitoring data

a complete set of demand portrait tag system is constructed

which provides a data basis for the research of power quality demand portrait technology of interference sources. Finally

a unified quantitative method for the characteristics of power quality emission level and comprehensive power consumption level is proposed

and the diagram of comprehensive power consumption level and power quality emission level is constructed

which realizes the intuitive description of the power quality management demands of the interference sources. The correctness and effectiveness of the proposed method are verified by using the measured data of a large eastern city of China and the experimental platform of doubly-fed wind turbine.

关键词

Keywords

references

周孝信，陈树勇，鲁宗相，等 . 能源转型中我国新一代电力系统的技术特征［J］. 中国电机工程学报， 2018 ， 38 （ 7 ）： 1893 - 1904 .

ZHOU Xiaoxin ， CHEN Shuyong ， LU Zongxiang ， et al . Technology features of the new generation power system in China ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2018 ， 38 （ 7 ）： 1893 - 1904 .

陈民武，刘洋，韩旭东，等 . 高速铁路牵引负荷谐波分布的非参数估计模型与预测评估［J］. 电网技术， 2017 ， 41 （ 8 ）： 2598 - 2603 .

CHEN Minwu ， LIU Yang ， HAN Xudong ， et al . Harmonic distribution modeling based on non-parametric estimation and harmonic prediction evaluation for high speed railway traction load ［J］. Power System Technology ， 2017 ， 41 （ 8 ）： 2598 - 2603 .

张权，胡海涛，陶海东，等 . 基于电容器投切法的牵引供电系统谐波阻抗测试分析［J］. 电力自动化设备， 2017 ， 37 （ 11 ）： 145 - 150 .

ZHANG Quan ， HU Haitao ， TAO Haidong ， et al . Harmonic impedance measurement analysis of traction power supply system based on capacitor switching technology ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2017 ， 37 （ 11 ）： 145 - 150 .

吴健，吴奎华，冯亮，等 . 基于概率预测与谐波潮流的配电网谐波源识别方法［J］. 电力系统保护与控制， 2017 ， 45 （ 8 ）： 86 - 92 .

WU Jian ， WU Kuihua ， FENG Liang ， et al . Harmonic sources identification method in distribution network based on probability forecasting and harmonic power flow ［J］. Power System Protection and Control ， 2017 ， 45 （ 8 ）： 86 - 92 .

XU F W ， WANG C ， GUO K ， et al . Harmonic sources’ location and emission estimation in underdetermined measurement system ［J］. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement ， 2021 ， 70 ： 1 - 11 .

齐勇，江亚群，黄纯，等 . 谐波源和闪变源的识别算法［J］. 电力自动化设备， 2011 ， 31 （ 11 ）： 60 - 63 .

QI Yong ， JIANG Yaqun ， HUANG Chun ， et al . Identification algorithm of harmonic source and flicker source ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2011 ， 31 （ 11 ）： 60 - 63 .

吴启宇，吕干云，吴晨媛，等 . 基于多重判据的闪变源智能定位［J］. 电力系统及其自动化学报， 2019 ， 31 （ 12 ）： 95 - 100 .

WU Qiyu ， LÜ Ganyun ， WU Chenyuan ， et al . Intelligent location of flicker source based on multiple criterions ［J］. Proceedings of the CSU-EPSA ， 2019 ， 31 （ 12 ）： 95 - 100 .

王建勋，刘会金 . 间谐波闪变效应计算及闪变源识别方法［J］. 电力系统自动化， 2011 ， 35 （ 12 ）： 52 - 58 .

WANG Jianxun ， LIU Huijin . A calculation method for interharmonics-caused flicker and flicker source identification ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2011 ， 35 （ 12 ）： 52 - 58 .

王建勋，刘会金，刘春阳 . 基于复合判据的谐波/间谐波源识别方法［J］. 电力自动化设备， 2013 ， 33 （ 7 ）： 63 - 69 .

WANG Jianxun ， LIU Huijin ， LIU Chunyang . Identification of harmonic and interharmonic sources based on composite criterion ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2013 ， 33 （ 7 ）： 63 - 69 .

丁同，陈红坤，吴斌，等 . 多谐波源定位及谐波责任量化区分方法综述［J］. 电力自动化设备， 2020 ， 40 （ 1 ）： 19 - 30 .

DING Tong ， CHEN Hongkun ， WU Bin ， et al . Overview on location and harmonic responsibility quantitative determination methods of multiple harmonic sources ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2020 ， 40 （ 1 ）： 19 - 30 .

SAFARGHOLI F ， MALEKIAN K ， SCHUFFT W . On the dominant harmonic source identification—Part Ⅰ： review of methods ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2018 ， 33 （ 3 ）： 1268 - 1277 .

MCEACHERN A ， GRADY W M ， MONCRIEF W A ， et al . Revenue and harmonics： an evaluation of some proposed rate structures ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 1995 ， 10 （ 1 ）： 474 - 482 .

梁倍华，何晋伟，金子开，等 . 基于谐波阻抗匹配的微电网互联线路谐振分析及抑制措施［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 14 ）： 123 - 131 .

LIANG Beihua ， HE Jinwei ， JIN Zikai ， et al . Analysis and suppression measures for resonance on interconnection line between microgrids based on harmonic impedance matching ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 14 ）： 123 - 131 .

LEE T L ， HU S H . An active filter with resonant current control to suppress harmonic resonance in a distribution power system ［J］. IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics ， 2016 ， 4 （ 1 ）： 198 - 209 .

KONG W W ， MA K ， WU Q W . Three phase power imbalance decomposition into systematic imbalance and random imbalance ［J］. Transactions on Power Systems ， 2018 ， 33 （ 3 ）： 3001 - 3012 .

韩平平，潘薇，张楠，等 . 基于负荷预测和非支配排序遗传算法的人工相序优化方法［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 20 ）： 71 - 78 .

HAN Pingping ， PAN Wei ， ZHANG Nan ， et al . Optimization method for artificial phase sequence based on load forecasting and non-dominated sorting genetic algorithm ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 20 ）： 71 - 78 .

国家电网公司 . 电能质量评估技术导则： Q/GDW 651—2011 ［S］. 2008 ．

State Grid Corporation of China . Technical guide for power quality assessment ： Q/GDW 651—2011 ［S］. 2008 .

赵永扬，徐方维，舒勤，等 . 基于背景谐波最小波动能量的系统侧谐波阻抗估计［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 24 ）： 142 - 148 .

ZHAO Yongyang ， XU Fangwei ， SHU Qin ， et al . Harmonic impedance estimation on system side based on minimum fluctuation energy of background harmonic ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 24 ）： 142 - 148 .

张宇帆，艾芊，肖斐，等 . 数据驱动电能质量分析现状及其支撑技术与展望［J］. 电力自动化设备， 2018 ， 38 （ 11 ）： 187 - 196 .

ZHANG Yufan ， AI Qian ， XIAO Fei ， et al . Present situation， supporting technologies and prospect of data driven power quality analysis ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2018 ， 38 （ 11 ）： 187 - 196 .

石磊磊，贾清泉，孙海东，等 . 基于数据驱动的电能质量分区治理策略［J］. 中国电机工程学报， 2019 ， 39 （ 4 ）： 992 - 1001 .

SHI Leilei ， JIA Qingquan ， SUN Haidong ， et al . Regional abatement strategy for power quality based on data driven ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2019 ， 39 （ 4 ）： 992 - 1001 .

胡文曦，肖先勇，汪颖，等 . 现代电网电力扰动数据分析与主动应用［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 4 ）： 1 - 11 .

HU Wenxi ， XIAO Xianyong ， WANG Ying ， et al . Analysis and proactive application of power disturbance data in modern power grid ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 4 ）： 1 - 11 .

杨柳，冯丹丹 . 基于随机森林的电能质量干扰源识别［C］// 第九届电能质量研讨会论文集， 2018年6 月28日，南京 .

YANG Liu ， FENG Dandan . Identification of power quality disturbance events based on random forest ［C］// Proceedings of the Ninth Power Quality Symposium ， June 28 ， 2018， Nanjing， China .

国家技术监督局 . 电能质量公用电网谐波： GB/T 14549—1993 ［S］. 北京：中国标准出版社， 1994 .

State Bureau of Quality and Technical Supervision of the People’s Republic of China . Quality of electric energy supply—harmonics in public supply network ： GB/T 14549—1993 ［S］. Beijing ： Standards Press of China ， 1994 .

肖非然，倪周，闵永智，等 . 一种基于多智能体的多站协同高速铁路不平衡补偿方法［J］. 电工技术学报， 2020 ， 35 （ 16 ）： 3518 - 3528 .

XIAO Feiran ， NI Zhou ， MIN Yongzhi ， et al . Unbalanced compensation method of multi-station cooperative for high-speed railway based on multi-agent ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2020 ， 35 （ 16 ）： 3518 - 3528 .

张逸，王攸然，刘航，等 . 基于监测数据相关性分析的用户谐波责任划分方法［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 2 ）： 189 - 197 .

ZHANG Yi ， WANG Youran ， LIU Hang ， et al . Determination method of user harmonic responsibility based on correlation analysis of monitoring data ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 2 ）： 189 - 197 .

MANDAL M ， MUKHOPADHYAY A . An improved minimum redundancy maximum relevance approach for feature selection in gene expression data ［J］. Procedia Technology ， 2013 ， 10 ： 20 - 27 .

赵永宁，叶林 . 区域风电场短期风电功率预测的最大相关-最小冗余数值天气预报特征选取策略［J］. 中国电机工程学报， 2015 ， 35 （ 23 ）： 5985 - 5994 .

ZHAO Yongning ， YE Lin . A numerical weather prediction feature selection approach based on minimal-redundancy-maximal-relevance strategy for short-term regional wind power prediction ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2015 ， 35 （ 23 ）： 5985 - 5994 .

王飞飞，周少华，韩迎军 . 基于大数据技术的电力用户画像分析［J］. 山西电力， 2019 （ 4 ）： 26 - 29 .

WANG Feifei ， ZHOU Shaohua ， HAN Yingjun . Analysis on power user profile based on big data technology ［J］. Shanxi Electric Power ， 2019 （ 4 ）： 26 - 29 .

江辉，张清联，彭建春 . 基于改进云物元模型的风电场电能质量评价［J］. 电网技术， 2014 ， 38 （ 1 ）： 205 - 210 .

JIANG Hui ， ZHANG Qinglian ， PENG Jianchun . An improved cloud matter element model based wind farm power quality evaluation ［J］. Power System Technology ， 2014 ， 38 （ 1 ）： 205 - 210 .

KRASKOV A ， STÖGBAUER H ， GRASSBERGER P . Estimating mutual information ［J］. Physical Review E： Statistical， Nonlinear， and Soft Matter Physics ， 2004 ， 69 （ 6 ）： 066138 .

滕志军，王中宝，何建强，等 . ZigBee在轧机系统电能质量的监测应用［J］. 电测与仪表， 2013 ， 50 （ 3 ）： 117 - 119 .

TENG Zhijun ， WANG Zhongbao ， HE Jianqiang ， et al . Application of ZigBee in monitoring power quality of rolling mill system ［J］. Electrical Measurement & Instrumentation ， 2013 ， 50 （ 3 ）： 117 - 119 .

李国栋，李庚银，杨晓东，等 . 基于雷达图法的电能质量综合评估模型［J］. 电力系统自动化， 2010 ， 34 （ 14 ）： 70 - 74 .

LI Guodong ， LI Gengyin ， YANG Xiaodong ， et al . A comprehensive power quality evaluation model based on radar chart method ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2010 ， 34 （ 14 ）： 70 - 74 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

计及光伏变流器运行约束的并网点不平衡电压最优治理方法

基于时序二维变换和多尺度Transformer的电能质量扰动分类方法

级联H桥储能变流器直流侧纹波电流协同抑制方法

数字化背景下新型电力系统谐波溯源关键技术