[发明专利]一种有源配电网中混合有源滤波器优化配置方法

说明书

本发明提供一种有源配电网中混合有源滤波器优化配置方法,建立有源配电网及其接入的分布式发电与混合有源滤波装置的数学模型；根据各分布式发电系统的数学模型，计算有源配电网的基波潮流及谐波潮流，分析有源配电网中的谐波问题；根据混合有源滤波器的数学模型，构造以系统总成本最小为目标的混合有源滤波器位置与容量单目标优化模型，求解得到有源配电网中混合有源滤波器的优化配置结果。本发明实现简单，能够较好地考虑分布式发电对有源配电网电能质量的影响，均衡装置的效用指标与经济指标，有助于混合有源滤波器的进一步推广应用。

技术领域

本发明涉及一种滤波器配置方法，具体是一种有源配电网中混合有源滤波器位置与容量优化配置方法。

背景技术

随着能源和环境问题日益突出，分布式发电技术以其安装方便、环保、控制灵活等优点受到越来越多的关注和应用。随着分布式发电的蓬勃发展，传统配电网逐渐向有源配电网过渡。有源配电网的应用也为分布式发电融入电网创造了条件，这是智能配电网未来发展的趋势。并网发电系统的电能质量和谐波问题已经成为制约其发展的瓶颈。它对配电网规划和运营服务提出了巨大挑战。

分布式发电对传统配电网的影响主要来自两个方面。首先，分布式发电通常需要电力电子装置连接到电网。电力电子设备的动作将给配电网带来大量的谐波。二是分布式发电的间歇性和波动性会给配电网带来严重的电能质量问题。分布式发电的不确定性还会引起电压波动、电压闪烁和低功率因数等电能质量问题。无源电力滤波器以及有源电力滤波器在谐波控制中的应用是当前的一项研究热点。考虑到电力滤波器的容量和性能，有源滤波与无源滤波的混合模型发展迅速。然而，在现有的研究中，滤波装置的优化配置方法主要集中在传统的配电网络上，对于有源配电网滤波装置的优化配置研究较少；对于滤波设备的优化配置，有源滤波器仍然是主要的过滤设备，而混合型有源滤波器在配电网的优化配置中的应用仍然有所欠缺。

发明内容

为了充分发挥无源滤波与有源滤波各自的优势，对分布式发电与有源配电网的电能质量问题进行有针对性的研究，本发明提供一种有源配电网中混合有源滤波器优化配置方法，建立有源配电网及其接入的分布式发电与混合有源滤波装置的数学模型；对有源配电网进行潮流分析，并基于潮流计算结果进行混合有源滤波器位置与容量的优化配置。

本发明提供的有源配电网中混合有源滤波器优化配置方法，针对接入分布式风力发电、分布式光伏发电、微型燃气轮机等多种分布式发电系统的有源配电网，进行混合有源滤波器的优化配置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：(1)建立分布式风力发电系统、分布式光伏发电系统、微型燃气轮机等分布式发电系统的数学模型，以及混合有源滤波器的数学模型，应用于后续有源配电网潮流分析；(2)根据各分布式发电系统的数学模型，计算有源配电网的基波潮流及谐波潮流，分析有源配电网中的谐波问题；(3)根据混合有源滤波器的数学模型，构造以系统总成本最小为目标的混合有源滤波器位置与容量单目标优化模型；(4)对混合有源滤波器位置与容量单目标优化模型求解，得到有源配电网中混合有源滤波器的优化配置结果。

上述步骤(1)中有源配电网分布式发电系统的数学模型，是通过推导分布式发电系统有功功率、无功功率和电压之间的关系得到的；上述分布式发电系统的数学模型，根据运行特性在潮流计算中可分为不同类型的节点。

上述步骤(1)中有源配电网的混合有源滤波器，是传统无源滤波器与有源滤波器的整合，其数学模型既包括了无源滤波部分对节点导纳的影响，也包括了有源滤波部分对谐波电流的影响；上述混合有源滤波器的数学模型可以表示为以下网络方程：

U_h＝(Y^h+ΔY)^-1(E-A_h)I_h (1)