[实用新型]用于计算主动式配电网高频谐波潮流的等效模型组合电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统高频谐波计算领域相关技术领域，具体地说，涉及一种用于计算主动式配电网高频谐波潮流的等效模型组合电路。

背景技术

近年来，随着能源短缺和环境问题的日益突出，新能源发电技术在国家政策的大力支持下得到了迅猛的发展，大量的新能源发电装置以分布式电源的形式接入到电网中，它的优点得到人们越来越多的关注。当分布式电源在逐渐发挥优势时，也给电力系统带来了一系列的负面影响。分布式电源带来的难题，在近年来逐渐的成为电力工作者以及学术研究人员所关注的焦点，具体表现在配电网注入的高频谐波对于潮流分布的影响等。

分布式电源越来越多的接入配电网，传统单向潮流的被动式配电网正逐步演变成双向潮流的集成分布式发电装置的主动式配电网。然而，随着分布式电源越来越多的接入配电网，其自身的问题也日益显现。可再生能源以分布式电源形式并网通常需要通过电力电子装置转换成标准的工频交流电供给负荷或并网。随着技术的发展，并网逆变器使用的电力电子器件多为IGBT等全控型器件。IGBT属于高频开关元件，其开关频率很高，在运行过程中会产生大量的高频谐波。谐波叠加在基波上，造成基波波形严重畸变，造成很多精密的设备损坏，甚至造成变压器损坏。同时，由于工业中非线性负荷的大量增加，引起了电网电压、电流波形发生畸变，造成电网谐波污染。这些都给电力系统的规划和运行带来了很大的挑战，其中对主动式配电网高频谐波潮流的计算方法近年来逐渐成为电力行业所关注的主要问题之一。因此正确合理的计算主动式配电网的高频谐波潮流有利于更好的制定谐波治理措施，降低电力系统谐波治理的成本，对于研究和发展主动式配电网具有十分重要的意义。然而，主动式配电网的高频谐波潮流该如何进行计算，现有技术中还没有相关的计算方法。没有相关计算方法的主要原因在于，如何对主动式配电网中的各种元件器件以及配电线路进行模型等效，在现有技术中缺乏研究，导致无法开展高频谐波潮流的后续计算。

实用新型内容

本实用新型针对主动式配电网高频谐波潮流的计算方法近年来逐渐成为电力行业所关注的主要问题，而如何对主动式配电网中的各种元件器件以及配电线路进行模型等效，在现有技术中缺乏研究，导致无法开展高频谐波潮流后续计算的问题，提供一种用于计算主动式配电网高频谐波潮流的等效模型组合电路。

本实用新型所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

一种用于计算主动式配电网高频谐波潮流的等效模型组合电路，其特征在于，包括：

上级背景谐波等效模型电路，其采用谐波电压源进行等效，所述上级电源等效模型电路替代上级电源连接在所述等效模型组合电路中的对应位置；

电压源型并网逆变器等效模型电路，其采用一个受控谐波电压源和逆变器等效谐波阻抗串联等效，所述电压源型并网逆变器等效模型电路替代电压源型并网逆变器连接在所述等效模型组合电路中的对应位置；

电流源型并网逆变器等效模型电路，其采用一个受控谐波电流源和逆变器等效谐波阻抗并联等效，所述电流源型并网逆变器等效模型电路替代电流源型并网逆变器连接在所述等效模型组合电路中的对应位置。

本实用新型中，所述主动式配电网结构，包括：形成高频背景谐波的上级电源，上级电源连接配电变压器的一次侧，所述配电变压器的二次侧连接配电线路，配电线路的输出端连线性负荷、包含电压源型并网逆变器的非线性负荷以及包含电流源型并网逆变器的非线性负荷。

本实用新型中，所述受控谐波电压源表示为：

其中，u_dc为电压源型并网逆变器直流侧电压，f_k为开关频率，k为调制比。

本实用新型中，所述受控谐波电流源表示为：

其中，i_dc为电流源型并网逆变器直流侧电流，f_k为开关频率，k为调制比。

本实用新型中，所述主动式配电网中设置有配电变压器，所述配电变压器采用高频谐波阻抗进行等效，并连接在所述等效模型组合电路的对应位置，所述配电变压器的高频谐波阻抗表示为：

其中，h为主动式配电网的高频谐波次数，为配电变压器的基波阻抗。

本实用新型中，所述主动式配电网包括连接所述配电变压器和负荷的配电线路，所述配电线路采用高频谐波阻抗和高频谐波导纳等效，并连接在所述等效模型组合电路的对应位置，所述配电线路的高频谐波阻抗和高频谐波导纳表示为：