(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211151071.2 (22)申请日 2022.09.21 (71)申请人 国网河北省电力有限公司电力科 学 研究院 地址 050021 河北省石家庄市裕华区体 育 南大街238号 申请人 国家电网有限公司 　 国网河北能源技 术服务有限公司 (72)发明人 苏灿　周文　孟良　陈天英　 胡雪凯　程子玮　闫鹏　周昊　 (74)专利代理 机构 石家庄国为知识产权事务所 13120 专利代理师 刘少卿 (51)Int.Cl. H02J 1/02(2006.01)H02J 1/00(2006.01) H02J 13/00(2006.01) (54)发明名称 直流配电网谐波分析方法、 装置、 电子设备 及存储介质 (57)摘要 本发明提供一种直流配电网谐波分析方法、 装置、 电子设备及存储介质。 该方法包括： 采集预 设频率周期内直流配电网中的多个电信号数据； 对电信号数据进行FFT变 换， 并根据FFT变 换的结 果确定直流配电网中的电信号的直流分量的第 一取值范围和各次谐波数据的第二取值范围； 基 于预设寻优算法确定第一取值范围和第二取值 范围中满足迭代停止条件的求解结果； 将求解结 果确定为直流配电网中交流窜入的谐波分析结 果。 本发明能够实现对存在交流窜入的直流配电 网中电信号的谐波的精确分析， 进而有利于直流 系统中电能质量的分析和治理。 权利要求书3页 说明书15页 附图3页 CN 115513931 A 2022.12.23 CN 115513931 A 1.一种直 流配电网谐波分析 方法， 其特 征在于， 包括： 采集预设频率周期内直 流配电网中的多个电信号数据； 对所述电信号数据进行FFT变换， 并根据所述FFT变换的结果确定所述直流配电网中的 电信号的直 流分量的第一取值范围和各次谐波数据的第二取值范围； 基于预设寻优算法确定所述第一取值范围和所述第二取值范围中满足迭代停止条件 的求解结果； 将所述求解结果确定为所述 直流配电网中交流窜入的谐波分析 结果。 2.根据权利要求1所述的直流配电网谐波分析方法， 其特征在于， 对所述电信号数据进 行FFT变换的结果 为： 其中， f'(t)为所述电信号的拟合频谱， F ′do为所述电信号的直流分量的拟合幅值， F ′1、 F′2、…、 F′h分别为所述电信号的1～h次谐波的拟合幅值， 分别为所述电信号 的1～h次谐波的拟合初相角， ω0为所述直流配电网中的工频角速度； 所述根据所述FFT变换的结果确定所述直流配电网中的电信号的直流分量的第 一取值 范围和各次谐波数据的第二取值范围包括： 根据所述电信号的拟合频谱中对应的所述直流分量的拟合幅值和第 一预设波动阈值， 确定所述电信号的直 流分量的第一取值范围； 根据所述电信号的拟合频谱中对应的所述1～h次谐波的拟合幅值、 所述1～h次谐波的 拟合初相角、 所述工频角速度以及各自对应的第二预设波动阈值， 确定所述电信号的各次 谐波数据的第二取值范围。 3.根据权利要求1所述的直流配电网谐波分析方法， 其特征在于， 在采集预设频率周期 内直流配电网中的多个电信号数据之后还 包括： 根据所述电信号数据， 获得 所述直流配电网中的电信号的时域波形函数； 所述电信号的时域波形函数为： 其中， f(t)为所述电信号的时域波形函数， Fdo为所述电信号的直流分量的实际幅值， F1、 F2、…、 Fh分别为所述电信号的1～h次谐波的实际幅值， 分别为所述电信号 的1～h次谐波的实际初相角， ω0为所述直流配电网中的工频角速度， ω为窜入的交流信号 的频率角速度。 4.根据权利要求3所述的直流配电网谐波分析方法， 其特征在于， 所述基于预设寻优算 法确定所述第一取值范围和所述第二取值范围中满足迭代 停止条件的求 解结果包括： 初始化种群X＝(X1， Xi，…， Xn)； 其中， X1， Xi，…， Xn表示所述种群中各个粒子的位置； 对 于所述种群中第i个粒子， 该粒子的位置为Xi＝(Xi1， Xi2，…， XiD)T； 其中， Xi1， Xi2，…， XiD为从 所述第一取值范围中确定的所述直流分量的取值以及从所述第二取值范围中确定的所述 各次谐波数据的取值； 基于初始化种群中的各个粒子计算各个粒子的适应度值， 并根据 各个粒子的适应度值 确定各个粒子的个 体极值和群 体极值； 基于所述个体极值和所述群体极值更新各个粒子的速度和位置， 得到各个粒子的更新权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115513931 A 2速度和更新 位置； 基于各个粒子的更新速度和更新位置重新计算各个粒子的适应度值， 并根据重新计算 的各个粒子的适应度值重新确定各个粒子的个 体极值和群 体极值； 根据重新确定的所述群 体极值或当前迭代次数判断是否满足所述迭代 停止条件； 当重新确定的所述群体极值或当前迭代次数不满足所述迭代停止条件时， 重新执行 “基于所述个体极值和所述群体极值更新各个粒子的速度和位置， 得到各个粒子的更新速 度和更新位置 ”的步骤及后续步骤， 直到重新确定的所述群体极值或当前迭代次数满足所 述迭代停止条件时， 将当前的所述群体极值对应的粒子的位置作为所述求解结果进行输 出。 5.根据权利要求4所述的直流配电网谐波分析方法， 其特征在于， 所述计算各个粒子的 适应度值包括： 将各个粒子的位置中所述直流分量的取值以及所述各次谐波数据的取值代入所述时 域波形函数中， 得到各个粒子在所述预设频率周期内各时刻对应的拟合 值； 基于所述拟合 值和所述电信号数据以及目标函数， 计算各个粒子的适应度值； 其中， 所述目标函数为： F＝minJ 其中， F为所述目标函数， min为最小值函数， J为各个粒子在所述预设频率周期内各个 时刻的拟合值与对应时刻的电信号数据的差值的积分之和， Δf(t)为各个粒子在所述预设 频率周期内各个时刻的拟合值与对应时刻的电信号数据的差值， T为所述预设频率周期， M 为所述电信号数据的采样点数， t为所述预设频率周期内的某一时刻。 6.根据权利要求4所述的直流配电网谐波分析方法， 其特征在于， 所述基于所述个体极 值和所述群体极值更新各个粒子的速度和位置， 得到各个粒子的更新速度和更新位置包 括： 基于 更新各个粒子的速度， 得到各个粒子的更 新速度； 基于 更新各个粒子的位置， 得到各个粒子的更新 位置； 其中， 为各个粒子在第t+1次迭代中第D维的速度， ω'为惯性权重， 为各个粒子 在第t次迭代中第D维的速度， c1、 c2分别为加速常数， r1、 r2为范围在(0,1)内的两个相互独 立的随机数， 为各个粒子在第t次迭代中第D维的个体极值， 为各个粒子在第t次迭代 中第D维的群体极值， 为各个粒子在第t+1次迭代中第D维的位置， 为各个粒子在第t 次迭代中第D维的位置 。 7.根据权利要求4所述的直流配电网谐波分析方法， 其特征在于， 所述直到重新确定的 所述群体极值或当前迭代次数满足所述迭代停止条件时， 将当前的所述群体极值对应的粒 子的位置作为所述 求解结果进行输出包括： 直到重新确定的所述群体极值满足预设误差精度时， 将当前的所述群体极值对应的粒权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115513931 A 3