[发明专利]一种基于区间优化算法的微网谐波抑制方法

说明书

本发明涉及一种基于区间优化算法的微网谐波抑制方法，其技术特点在于：包括以下步骤：步骤1、构建基于区间优化算法的微网谐波抑制优化模型及其约束条件；其目标函数为微网接入点的谐波电压畸变率；步骤2、采用优化目标函数与等式约束条件相结合的方式求解步骤1的基于区间优化算法的微网谐波抑制优化模型的值；并采用分支定界法求解当微网接入点的谐波电压畸变率最小时，LC的滤波器参数配置。本发明具有稳定收敛、计算精度高，能够稳定收敛到全局最优解，可以适用于微电网谐波抑制的LC滤波器参数配置。

技术领域

本发明属于低压供电技术领域，涉及微网谐波的抑制方法，尤其是一种基于区间优化算法的微网谐波抑制方法。

背景技术

微网中含有大量分布式电源，分布式电源多采用电力电子转换器接入微网，开关器件的频繁通断会产生开关频率附近的谐波分量，谐波的幅度和阶次受转换器工作模式的影响，在其运行过程中不可避免地会引入谐波污染，引起微网电流、电压波形畸变。另外，如果微网不采用隔离变压器而直接接入电网，就可能向电网注入直流，变压器和电磁元件可能出现磁饱和现象，造成附近机械负荷发生转矩脉动。分布式电源和非线性负荷也会带来一定的谐波问题。

三相电压不平衡将导致谐波和负序电压分量增加，引起冰箱、空调等电动机、压缩机负载以及变压器振动、过热，缩短绝缘寿命，供电损耗增加；严重的引起电压过高或过低，某些用电设备(如计算机)无法正常工作；另外，中性线不平衡电流过大，容易引起某些继电保护装置误动作，引起大面积停电。如何将负载对称地安排于三相系统中，使各相负载尽可能平衡，满足国标《GB/T 15543—2008电能质量三相电压不平衡》的规定，是低压供电领域迫切需要解决的问题。

目前，针对微电网的谐波影响，常见的有三有抑制方法：LC滤波、LCL滤波和有源滤波器，其中LC滤波作为无源滤波器，具有结构简单、成本低、运行可靠性高、运行成本低等优点，成为现阶段广泛采用的一种谐波治理方式。

而用于微电网谐波抑制的LC滤波器的参数配置方法主要分为两大类，常规算法和人工智能优化方法。其中常规算法收敛速度快、可靠性高，但对于非连续性优化问题局限性较大；人工智能优化算法对于非连续性优化问题具有较高的全局收敛性，但由于算法本身的的局限性，容易收敛到局部最优解，从而漏掉全局最优解。因此，迫切需要找到一种适用于LC滤波器参数配置的微网谐波抑制方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、计算精度高且能够稳定收敛到全局最优解的基于区间优化算法的微网谐波抑制方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于区间优化算法的微网谐波抑制方法，包括以下步骤：

步骤1、将区间优化模型引入到微网谐波抑制的LC滤波参数配置，将LC滤波器参数中的L和C作为区间变量，并引入m维位置区间变量x,区间范围为[0,1]，0表示没有LC滤波器接入，0表示接入的容量；构建基于区间优化算法的微网谐波抑制优化模型及其约束条件；其目标函数为微网接入点的谐波电压畸变率，优化目标函数表示为：

minf(x)＝THDi

THDi为微网接入点的谐波电压畸变率。

其约束条件如下：

(1)等式约束条件

等式约束区间形式下可以表示为：

其中，[P_Gi]、[Q_Gi]分别为节点i注入的有功功率和无功功率；[G _ij]为支路电导；[B_ij]为支路电纳；

(2)不等式约束条件

不等式约束条件在优化配置区间模型中限定了各区间数的上界值和下界值：