[发明专利]一种基于协同演化的并网变流器谐波阻尼方法

说明书

本发明涉及一种基于协同演化的并网变流器谐波阻尼算法，适用于对含分布式电源接入的配网系统各节点电压谐波的协调优化治理。该算法包括以下步骤；建立含约束的协同演化算法优化模型；用协同演化算法来求解约束优化问题时,使用罚函数法处理约束条件；基于混合策略协同演化算法求解并网逆变器最优谐波电阻。本发明基于协同演化算法，动态调节逆变器等效谐波电阻大小，使得整个分布式配网系统节点谐波电压水平得到有效降低。

技术领域

本发明涉及一种基于协同演化的并网变流器谐波阻尼方法，适用于对含分布式电源接入的配网系统各节点电压谐波的协调优化治理。

背景技术

分布式电源并网发电的大量渗透及非线性电力电子负载的接入给传统配电网带来了严重的谐波污染问题。谐波污染会影响电力系统装置乃至整个配网系统的正常运行，必须加以治理。传统的谐波治理装置分为两种：无源滤波器和有源滤波器，无源滤波器结构简单，但补偿特性受电网阻抗影响，运行时容易与系统发生谐振，且只能补偿固定的某几次谐波；有源滤波器基于电力电子技术，可以对接入点的谐波电流进行补偿，对于分布式配电网来说，往往会有多个谐波源，因此以谐波电流为补偿对象的治理效果会大打折扣，另外，由于造价高、功能单一，使其难以大范围内推广应用。分布式电源并网逆变器和有源滤波器具有类似的拓扑结构，通过改进并网逆变器的控制策略，不但可以减小它自身对电网电能质量的影响，而且还可以对配网系统中其他谐波污染源进行抑制，降低系统谐波治理的成本。考虑到以谐波电流为补偿对象的谐波治理策略在多谐波源系统中的局限性，有研究提出了以系统节点谐波电压为控制对象的谐波治理策略，通过控制并网逆变器的等效谐波电阻，使得并网点谐波电压得到降低。针对多并网逆变器的配网系统，如何协调控制各台逆变器等效谐波电阻大小，优化系统运行状态，目前还鲜有研究。

考虑到多谐波源配网系统的复杂性，传统优化方法难以得到满意结果。演化算法是一种模拟生物进化过程与机制求解问题的自适应智能优化算法，该算法对目标函数要求低、容易实现、稳定性好，适合于大规模、非线性、多峰多态函数的全局优化问题。协同演化算法是在传统演化算法的基础上发展起来的，将单一种群推广到两个或多个种群，进而建立个体或种群之间的竞争、合作关系，使之适应复杂系统的动态演化环境，以达到种群优化的目标。将协同演化算法应用到分布式配网系统谐波电压优化控制中，是一个可行的方向。

发明内容

针对上述现有方法存在的问题，本发明的目的在于提出一种多并网逆变器谐波阻尼协调控制方法，该方法基于协同演化算法，动态调节逆变器等效谐波电阻大小，使得整个分布式配网系统节点谐波电压水平得到有效降低。

为了实现上述目的，本发明所提出的方法是通过以下技术方案实现的：一种基于协同演化的并网变流器谐波阻尼方法，包括以下步骤；

S1：建立含约束的协同演化算法优化模型；

S2:用协同演化算法来求解约束优化问题时,使用罚函数法处理约束条件；

S3：基于混合策略协同演化算法求解并网逆变器最优谐波电阻。

进一步，步骤S1中建立含约束的协同演化算法优化模型的过程为；考虑一个具有N个节点的分布式配电网络，每个节点都有谐波电流源，全部谐波电流源中谐波次数组成集合H，以i表示节点编号，下标h表示集合H中的谐波次数，对于每次谐波h,节点注入谐波电流可表示为矢量：

相应的节点谐波电压可以表示为矢量：

式中，

不考虑分布式电源并网逆变器谐波导纳支路时，网络中的各次谐波导纳矩阵可表示为：