[发明专利]无源滤波装置最优安装位置的确定方法

权利要求书

1.无源滤波装置最优安装位置的确定方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

第一步：建立谐波目标治理函数，假设配电网系统中共有K条支路，主要谐波为h次谐波，在m支路安装滤除h次谐波的无源滤波器，建立各支路h次谐波电压表达式为：

Vk,newh=Vk,oldh+ΔVkh---(1)]]>

ΔVkh=Σk=1kZk,mhImh---(2)]]>

公式（1）和公式（2）中：k表示电网网络支路编号，h为谐波次数，和分别表示在m支路接入无源滤波器前后第k支路的h次谐波电压；其中，为接入无源滤波器后在k支路引起的电压变化，为k支路对于h次谐波的等效阻抗，为无源滤波器在m支路的吸收的电流值，其中和以及分别为和的实部和虚部；

对公式（1）两边平方，得到h次谐波电压和补偿电流的关系式为：

f[Imh]=(Vk,newh)2=(Vk,oldh+ΔVkh)2---(3)]]>

（3）式展开可得：

f[Imh]=f[Imh,r,Imh,i]=(Vk,oldh,r+Zk,mh,rImh,r-Zk,mh,iImh,i)2]]>

+(Vk,oldh,i+Zk,mh,rImh,i-Zk,mh,iImh,r)2]]>

=(Vk,oldh,r)2+(Vk,oldh,i)2]]>

+2Imh,r(Vk,oldh,rZk,mh,r+Vk,oldh,iZk,mh,i)---(4)]]>

+2Imh,i(Vk,oldh,iZk,mh,r-Vk,oldh,rZk,mh,i)]]>

+[(Imh,r)2+(Imh,i)2][(Zk,mh,r)2+(Zk,mh,i)2]]]>

做如下定义：

Ak,mh=(Vk,oldh,r)2+(Vk,oldh,i)2]]>

Bk,mh=2(Vk,oldh,rZk,mh,r+Vk,oldh,iZk,mh,i)]]>

Ck,mh=2(Vk,oldh,iZk,mh,r-Vk,oldh,rZk,mh,i)]]>

Dk,mh=(Zk,mh,r)2+(Zk,mh,i)2]]>

将代入式（4）可得：

f[Imh,r,Imh,i]=Ak,mh+Bk,mhImh,r+Ck,mhImh,i+Dk,mh[(Imh,r)2+(Imh,i)2]---(5)]]>

根据对于第k支路的h次谐波应满足单次谐波畸变率要求，有约束条件：

|VkhVk1|≤VL---(6)]]>

公式（6）中表示k支路基波电压，表示k支路第h次谐波电压；

若VL≤3%则满足单次谐波限值标准，则无源滤波器吸收系统的谐波电流值最小为：

MIN[f(Imh,r,Imh,i)=(Imh,r)2+(Imh,i)2]---(7)]]>

根据公式（7）得出：当m支路满足公式（7）时，即无源滤波器吸收电流最小，容量最小，则为滤波器的最优安装位置，从而可得出对第k条支路，第h次谐波治理的目标函数为：

f[Imh,r,Imh,i]=Ak,mh+Bk,mhImh,r+Ck,mhImh,i+Dk,mh[(Imh,r)2+(Imh,i)2]≤VLk2---(8)]]>

进入第二步；

第二步：建立谐波治理目标函数的几何模型，判断是否根据谐波治理目标函数能建立满足条件的几何模型，如果可以，则进入第三步，如果不可以，表明该支路不是滤波器最佳安装位置，则返回第一步，重新选择安装无源滤波器的支路，重新建立谐波治理目标函数；

公式（8），式中：和已知，是关于和的函数，公式（8）为一个关于和的圆，上述K条支路，则对应的约束圆个数为K个，在坐标系中画出K个约束圆；

如果任意两个约束圆均有公共约束部分，则进入第三步，如果任意两个约束圆没有公共约束部分，则返回第一步，重新选择安装无源滤波器的支路，重新建立谐波目标治理函数；第三步：求出无源滤波器的最优安装位置：首先，构造与可行性区域相关的关联圆；其次，找出可行性区域的边界线；最后，找出可行性区域边界线上离坐标原点最近的点，判定最近点是否包含在关联圆中，如果该点在关联圆中，则这个最近点所在的支路即为无源滤波器最优安装位置；如果该点不在关联圆中，则交点中离原点最近的点所在的支路为无源滤波器最优安装位置。