电网中谐波源定位方法、装置、终端设备以及存储介质与流程

1.本发明涉及电网监测技术领域，特别涉及一种电网中谐波源定位方法、装置、终端设备以及存储介质。


背景技术：

2.随着电网都新能源的接纳能力不断增强，各种新型电电子设备的应用范围扩大，由其引起的谐波污染问题亦不断加剧。谐波污染不仅其他用电设备的正常工作，降低电网供电效率，严重时还危害电网的安全稳定运行。
3.为提高电能质量，就需要对谐波进行治理，而谐波治理的前提和关键就是寻找谐波源。
4.目前，缺乏谐波定位的有效手段。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的是提供一种电网中谐波源定位方法、装置、终端设备以及存储介质，旨在解决现有技术中缺乏谐波定位的有效手段的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明提出一种电网中谐波源定位方法，所述方法包括以下步骤：
7.获取监测数据，所述监测数据包括目标电网包中的多个监测点对应的监测数据；
8.利用所述监测数据，在多个所述监测点中确定出超标监测点和可疑监测点；
9.利用所述监测数据，确定所述超标监测点的电压幅值概率，并利用所述监测数据，确定所述可疑监测点的电流幅值概率；
10.利用所述电压幅值概率和所述电流幅值概率，确定所述超标监测点与所述可疑监测点的互信息值；
11.根据所述互信息值，确定所述目标电网中的谐波源。
12.可选的，所述监测数据包括多个所述监测点的谐波电压；利用所述监测数据确定出超标监测点的步骤，包括：
13.将谐波电压超过预设谐波限制要求的监测点，确定为所述超标监测点。
14.可选的，所述监测数据包括多个所述监测点的带载状态信息和多个所述监测点的有功功率；利用所述监测数据确定出可疑监测点的步骤，包括：
15.利用多个所述监测点的带载状态信息，在多个所述监测点中确定出处于带载状态的多个带载监测点；
16.利用多个所述带载监测点的有功功率，在多个所述带载监测点中确定出所述可疑监测点。
17.可选的，所述电网监测数据包括所述超标监测点的多个谐波电压幅值，所述电压幅值概率包括多个电压幅值区间对应的多个电压幅值概率；所述利用所述监测数据，确定所述超标监测点的电压幅值概率的步骤，包括：
18.利用多个所述谐波电压幅值，构建多个电压幅值区间；
19.确定每个所述电压幅值区间中的谐波电压幅值点的个数；
20.利用每个所述电压幅值区间中的谐波电压幅值点的个数和多个所述谐波电压幅值的总个数，确定每个所述电压幅值区间的电压幅值概率。
21.可选的，所述电流幅值概率包括多个电流幅值区间对应的多个电流幅值概率；所述利用所述电压幅值概率和所述电流幅值概率，确定所述超标监测点与所述可疑监测点的互信息值的步骤，包括：
22.利用多个所述电压概率值和多个所述电流概率值，计算多个同次谐波概率；
23.利用多个所述同次谐波概率、多个所述电压幅值概率和多个所述电流幅值概率，计算所述超标监测点与所述可疑监测点的互信息值。
24.可选的，所述利用多个所述同次谐波概率、多个所述电压幅值概率和多个所述电流幅值概率，计算所述超标监测点与所述可疑监测点的互信息值的步骤，包括：
25.基于多个所述同次谐波概率、多个所述电压幅值概率和多个所述电流幅值概率，利用公式一，计算所述超标监测点与所述可疑监测点的互信息值；
26.所述公式一为：
27.h(y)＝-∑p(ai)
×
lg(p(ai))
28.h(i)＝-∑p(bi)
×
lg(p(bi))
29.h(v，i)＝-∑p(ai，bi)
×
lg(p(ai，bi))
[0030][0031]
其中，mi(y，i)为所述互信息值，p(ai)为第i个电压幅值概率，p(bi)为第i个电流幅值概率，p(ai,bi)为第i个同次谐波概率。
[0032]
可选的，
[0033]
若所述互信息值大于预设阈值，则将所述互信息值对应的可疑监测点确定为所述互信息值对应的超标监测点的谐波源。
[0034]
此外，为实现上述目的，本发明还提出了一种电网中谐波源定位装置，所述装置包括：
[0035]
获取模块，用于获取监测数据，所述监测数据包括目标电网包中的多个监测点对应的监测数据；
[0036]
第一确定模块，用于利用所述监测数据，在多个所述监测点中确定出超标监测点和可疑监测点；
[0037]
第二确定模块，用于利用所述监测数据，确定所述超标监测点的电压幅值概率，并利用所述监测数据，确定所述可疑监测点的电流幅值概率；
[0038]
第三确定模块，用于利用所述电压幅值概率和所述电流幅值概率，确定所述超标监测点与所述可疑监测点的互信息值；
[0039]
第四确定模块，用于根据所述互信息值，确定所述目标电网中的谐波源。
[0040]
此外，为实现上述目的，本发明还提出了一种终端设备，所述终端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行电网中谐波源定位程序，所述电
网中谐波源定位程序被所述处理器执行时实现如上述任一项所述的电网中谐波源定位方法的步骤。
[0041]
此外，为实现上述目的，本发明还提出了一种存储介质，所述存储介质上存储有电网中谐波源定位程序，所述电网中谐波源定位程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的电网中谐波源定位方法的步骤。
[0042]
本发明技术方案提出了一种电网中谐波源定位方法，通过获取监测数据，所述监测数据包括目标电网包中的多个监测点对应的监测数据；利用所述监测数据，在多个所述监测点中确定出超标监测点和可疑监测点；利用所述监测数据，确定所述超标监测点的电压幅值概率，并利用所述监测数据，确定所述可疑监测点的电流幅值概率；利用所述电压幅值概率和所述电流幅值概率，确定所述超标监测点与所述可疑监测点的互信息值；根据所述互信息值，确定所述目标电网中的谐波源。
[0043]
利用本发明的方法，可以通过超标监测点的电压幅值概率和可疑监测点的电流幅值概率，确定出超标监测点与可疑监测点的互信息，进一步通过互信息值，确定所述目标电网中的谐波源，实现了对目标电网中的谐波源的定位，从而解决了现有技术中缺乏谐波定位的有效手段的技术问题。
附图说明
[0044]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0045]
图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端设备结构示意图；
[0046]
图2为本发明电网中谐波源定位方法第一实施例的流程示意图；
[0047]
图3为本发明电网中谐波源定位装置第一实施例的结构框图。
[0048]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0049]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0050]
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端设备结构示意图。
[0051]
通常，终端设备包括：至少一个处理器301、存储器302以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电网中谐波源定位程序，所述电网中谐波源定位程序配置为实现如前所述的电网中谐波源定位方法的步骤。
[0052]
处理器301可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器301可以采用dsp(digital signal processing，数字信号处理)、fpga(field－programmable gate array，现场可编程门阵列)、pla(programmable logic array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器301也可以包括主处理器和协处理器，主
处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称cpu(central processingunit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器301可以在集成有gpu(graphics processing unit，图像处理器)，gpu用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。处理器301还可以包括ai(artificial intelligence，人工智能)处理器，该ai处理器用于处理有关电网中谐波源定位方法操作，使得电网中谐波源定位方法模型可以自主训练学习，提高效率和准确度。
[0053]
存储器302可以包括一个或多个存储介质，该存储介质可以是非暂态的。存储器302还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器302中的非暂态的存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器301所执行以实现本技术中方法实施例提供的电网中谐波源定位方法。
[0054]
在一些实施例中，终端还可选包括有：通信接口303和至少一个外围设备。处理器301、存储器302和通信接口303之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与通信接口303相连。具体地，外围设备包括：射频电路304、显示屏305和电源306中的至少一种。
[0055]
通信接口303可被用于将i/o(input/output，输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器301和存储器302。在一些实施例中，处理器301、存储器302和通信接口303被集成在同一芯片或电路板上；在一些其他实施例中，处理器301、存储器302和通信接口303中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现，本实施例对此不加以限定。
[0056]
射频电路304用于接收和发射rf(radio frequency，射频)信号，也称电磁信号。射频电路304通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信。射频电路304将电信号转换为电磁信号进行发送，或者，将接收到的电磁信号转换为电信号。可选地，射频电路304包括：天线系统、rf收发器、一个或多个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等等。射频电路304可以通过至少一种无线通信协议来与其它终端进行通信。该无线通信协议包括但不限于：城域网、各代移动通信网络(2g、3g、4g及5g)、无线局域网和/或wifi(wireless fidelity，无线保真)网络。在一些实施例中，射频电路304还可以包括nfc(near field communication，近距离无线通信)有关的电路，本技术对此不加以限定。
[0057]
显示屏305用于显示ui(user interface，用户界面)。该ui可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。当显示屏305是触摸显示屏时，显示屏305还具有采集在显示屏305的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器301进行处理。此时，显示屏305还可以用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘，也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中，显示屏305可以为一个，电子设备的前面板；在另一些实施例中，显示屏305可以为至少两个，分别设置在电子设备的不同表面或呈折叠设计；在再一些实施例中，显示屏305可以是柔性显示屏，设置在电子设备的弯曲表面上或折叠面上。甚至，显示屏305还可以设置成非矩形的不规则图形，也即异形屏。显示屏305可以采用lcd(liquidcrystal display，液晶显示屏)、oled(organic light-emitting diode,有机发光二极管)等材质制备。
[0058]
电源306用于为电子设备中的各个组件进行供电。电源306可以是交流电、直流电、
一次性电池或可充电电池。当电源306包括可充电电池时，该可充电电池可以支持有线充电或无线充电。该可充电电池还可以用于支持快充技术。
[0059]
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
[0060]
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有电网中谐波源定位程序，所述电网中谐波源定位程序被处理器执行时实现如上文所述的电网中谐波源定位方法的步骤。因此，这里将不再进行赘述。另外，对采用相同方法的有益效果描述，也不再进行赘述。对于本技术所涉及的存储介质实施例中未披露的技术细节，请参照本技术方法实施例的描述。确定为示例，程序指令可被部署为在一个终端设备上执行，或者在位于一个地点的多个终端设备上执行，又或者，在分布在多个地点且通过通信网络互连的多个终端设备备上执行。
[0061]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，上述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存储记忆体(random accessmemory，ram)等。
[0062]
基于上述硬件结构，提出本发明电网中谐波源定位方法的实施例。
[0063]
参照图2，图2为本发明电网中谐波源定位方法第一实施例的流程示意图，方法用于终端设备，所述方法包括以下步骤：
[0064]
步骤s11：获取监测数据，所述监测数据包括目标电网包中的多个监测点对应的监测数据。
[0065]
需要说明的是，本发明的执行主体是终端设备，终端设备安装有电网中谐波源定位程序，终端设备执行电网中谐波源定位程序时，实现本发明的，电网中谐波源定位方法的步骤。
[0066]
目标电网即是待进行谐波源定位的电网，目标电网中会具有多个监测点，多个监测点的数据(包括历史数据和实时数据)即为步骤s11中的监测数据，通常监测数据通过目标电网中的电能质量在线监测系统，对目标电网进行监测获得。监测数据可以是月统计报表中的数据。
[0067]
步骤s12：利用所述监测数据，在多个所述监测点中确定出超标监测点和可疑监测点。
[0068]
其中，所述监测数据包括多个所述监测点的谐波电压；利用所述监测数据确定出超标监测点的步骤，包括：将谐波电压超过预设谐波限制要求的监测点，确定为所述超标监测点。所述监测数据包括多个所述监测点的带载状态信息和多个所述监测点的有功功率；利用所述监测数据确定出可疑监测点的步骤，包括：利用多个所述监测点的带载状态信息，在多个所述监测点中确定出处于带载状态的多个带载监测点；利用多个所述带载监测点的有功功率，在多个所述带载监测点中确定出所述可疑监测点。
[0069]
预设谐波限制要求可以是国标公用电网谐波限值要求，根据国标公用电网谐波限值要求，谐波电压超过标准的监测点即为超标监测点。同时，还要统计出超标监测点的超标次数。
[0070]
谐波主要源于非线性负荷，非线性负荷向电网注入谐波电流，导致电压发生畸变产生谐波电压。因此，只有处于带载状态的馈线才有可能成为谐波源。根据电流幅值对全部的监测点的带载状态进行筛选，剔除处于空载状态的监测点，减少后续的计算工作量。
[0071]
对全部监测点的任一相电流幅值与其对应的最大工作电流的5％进行比较，(例如比较月统计报表中三相电流幅值95值最小的一相与该监测点最大工作电流的5％大小)。如果监测点满足任一相电流幅值大于其对应最大工作电流的5％，则判断为该监测点所在馈线处于带载状态。
[0072]
同时，每个监测点的谐波会发生h次，对于带载监测点，需要进一步确定出可疑监测点。对一个带载监测点的h次谐波有功功率进行检验，若满足h次谐波有功功率小于0，则认为该带载监测点所在馈线存在h次谐波源，将该带载监测点标记为可疑监测点。
[0073]
步骤s13：利用所述监测数据，确定所述超标监测点的电压幅值概率，并利用所述监测数据，确定所述可疑监测点的电流幅值概率。
[0074]
其中，所述电网监测数据包括所述超标监测点的多个谐波电压幅值，所述电压幅值概率包括多个电压幅值区间对应的多个电压幅值概率；所述利用所述监测数据，确定所述超标监测点的电压幅值概率的步骤，包括：利用多个所述谐波电压幅值，构建多个电压幅值区间；确定每个所述电压幅值区间中的谐波电压幅值点的个数；利用每个所述电压幅值区间中的谐波电压幅值点的个数和多个所述谐波电压幅值的总个数，确定每个所述电压幅值区间的电压幅值概率。
[0075]
对于一个超标监测点，h次谐波对应的多个谐波电压幅值为v＝{v1，v2，
…
，vn}，然后将v划分为多个电压幅值区间(例如m个)，每个电压幅值区间的长度即为：
[0076][0077]
其中，v
max
为v中的最大谐波电压幅值，v
min
为v中的最小谐波电压幅值，hv为电压幅值区间长度，其中第i个电压幅值区间ai，表示为ai＝[v
min
(i-1)hv，v
min
ihv。
[0078]
确定一个电压幅值区间ai中谐波电压幅值点的个数，然后用ai中谐波电压幅值点的个数除以v中谐波电压幅值的总个数n，获得ai的电压幅值概率，表示为p(ai)。
[0079]
同理，所述电网监测数据包括所述可疑监测点的多个谐波电流幅值，所述电流幅值概率包括多个电流幅值区间对应的多个电流幅值概率；所述利用所述监测数据，确定所述可疑监测点的电流幅值概率的步骤，包括：利用多个所述谐波电流幅值，构建多个电流幅值区间；确定每个所述电流幅值区间中的谐波电流幅值点的个数；利用每个所述电流幅值区间中的谐波电流幅值点的个数和多个所述谐波电流幅值的总个数，确定每个所述电流幅值区间的电流幅值概率。
[0080]
对于一个可疑监测点，h次谐波对应的多个谐波电流幅值为i＝{i1，i2，
…
，in}，然后将i划分为多个电流幅值区间(例如m个，与上述电压幅值区间的个数需要相同)，每个电流幅值区间的长度即为：
[0081][0082]
其中，i
max
为i中的最大谐波电流幅值，i
min
为i中的最小谐波电流幅值，hi为电流幅
值区间长度，其中第i个电流幅值区间bi，表示为bi＝[i
min
(i-1)hi，i
min
ihi。
[0083]
确定一个电流幅值区间bi中谐波电流幅值点的个数，然后用bi中谐波电流幅值点的个数除以i中谐波电流幅值的总个数n，获得bi的电流幅值概率，表示为p(bi)。
[0084]
对于每个可疑监测点和每个超标监测点，均需要按照上述方式确定对应的电流幅值概率和电压幅值概率，其中，一个电压幅值区间对应一个电压幅值概率，一个电流幅值区间对应一个电流幅值概率。
[0085]
步骤s14：利用所述电压幅值概率和所述电流幅值概率，确定所述超标监测点与所述可疑监测点的互信息值。
[0086]
具体的，所述电流幅值概率包括多个电流幅值区间对应的多个电流幅值概率；所述利用所述电压幅值概率和所述电流幅值概率，确定所述超标监测点与所述可疑监测点的互信息值的步骤，包括：利用多个所述电压概率值和多个所述电流概率值，计算多个同次谐波概率；利用多个所述同次谐波概率、多个所述电压幅值概率和多个所述电流幅值概率，计算所述超标监测点与所述可疑监测点的互信息值。
[0087]
对于一个可疑监测点，对应的电流幅值区间包括f个(按照区间的起始点的从小到大的顺序，编号为1、2
···
f)，对于一个超标监测点，对应的电压幅值区间也包括f个(按照区间的起始点的从小到大的顺序，编号为1、2
…
f)。对于第g个电流幅值区间，包括f1个谐波电流幅值，对于第g个电压幅值区间，包括f2个谐波电压幅值，则第g个电压幅值区间和g个电流幅值区间对应的一个同次谐波概率为p(ag，bg)＝(f1 f2)/n，其中，n为谐波电压v中(或谐波电流i中)幅值点的总个数。
[0088]
具体的，所述利用多个所述同次谐波概率、多个所述电压幅值概率和多个所述电流幅值概率，计算所述超标监测点与所述可疑监测点的互信息值的步骤，包括：基于多个所述同次谐波概率、多个所述电压幅值概率和多个所述电流幅值概率，利用公式一，计算所述超标监测点与所述可疑监测点的互信息值；
[0089]
所述公式一为：
[0090]
h(v)＝-∑p(ai)
×
lg(p(ai))
[0091]
h(i)＝-∑p(bi)
×
lg(p(bi))
[0092]
h(v，i)＝-∑p(ai，bi)
×
lg(p(ai，bi))
[0093][0094]
其中，mi(v，i)为互信息值，p(ai)为第i个电压幅值概率，p(bi)为第i个电流幅值概率，p(ai，bi)为第i个同次谐波概率，lg是log以10为底的对数函数。
[0095]
可以理解的是，对于公式一中每个求和符号对应的总量即是电压幅值区间的总数(电压幅值区间的总数、电流幅值区间的总数、电压幅值概率的总个数和电流幅值概率的总个数均是相同的)。
[0096]
步骤s15：根据所述互信息值，确定所述目标电网中的谐波源。
[0097]
若所述互信息值大于预设阈值，则将所述互信息值对应的可疑监测点确定为所述互信息值对应的超标监测点的谐波源。若所述互信息值小于或等于预设阈值，则所述互信息值对应的可疑监测点不是所述互信息值对应的超标监测点的谐波源。其中，预设阈值可
以是0.3，本发明不做具体限定。
[0098]
本发明技术方案提出了一种电网中谐波源定位方法，通过获取监测数据，所述监测数据包括目标电网包中的多个监测点对应的监测数据；利用所述监测数据，在多个所述监测点中确定出超标监测点和可疑监测点；利用所述监测数据，确定所述超标监测点的电压幅值概率，并利用所述监测数据，确定所述可疑监测点的电流幅值概率；利用所述电压幅值概率和所述电流幅值概率，确定所述超标监测点与所述可疑监测点的互信息值；根据所述互信息值，确定所述目标电网中的谐波源。
[0099]
利用本发明的方法，可以通过超标监测点的电压幅值概率和可疑监测点的电流幅值概率，确定出超标监测点与可疑监测点的互信息，进一步通过互信息值，确定所述目标电网中的谐波源，实现了对目标电网中的谐波源的定位，从而解决了现有技术中缺乏谐波定位的有效手段的技术问题。
[0100]
参照图3，图3为本发明电网中谐波源定位装置第一实施例的结构框图，所述装置用于终端设备，基于与前述实施例相同的发明构思，所述装置包括：
[0101]
获取模块10，用于获取监测数据，所述监测数据包括目标电网包中的多个监测点对应的监测数据；
[0102]
第一确定模块20，用于利用所述监测数据，在多个所述监测点中确定出超标监测点和可疑监测点；
[0103]
第二确定模块30，用于利用所述监测数据，确定所述超标监测点的电压幅值概率，并利用所述监测数据，确定所述可疑监测点的电流幅值概率；
[0104]
第三确定模块40，用于利用所述电压幅值概率和所述电流幅值概率，确定所述超标监测点与所述可疑监测点的互信息值；
[0105]
第四确定模块50，用于根据所述互信息值，确定所述目标电网中的谐波源。
[0106]
需要说明的是，由于本实施例的装置所执行的步骤与前述方法实施例的步骤相同，其具体的实施方式以及可以达到的技术效果都可参照前述实施例，这里不再赘述。
[0107]
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。