[发明专利]计及电压不平衡与谐波补偿的主动配电网优化运行方法

说明书

本发明公开了一种计及电压不平衡与谐波补偿的主动配电网优化运行方法，包括以下步骤：步骤1：分析主动配电网中变流器不平衡及谐波补偿特性，得到变流器不平衡及谐波补偿特性约束；步骤2：根据优化运行目标函数、变流器不平衡及谐波补偿特性约束与主动配电网的运行约束建立主动配电网优化运行模型；步骤3：求解优化模型，得出主动配电网中各节点的三相电压，包括三相基波电压与三相谐波电压。本发明针对主动配电网的运行特点，主要是谐波与电压不平衡，建立了主动配电网优化运行模型，以求解各节点的三相电压的最优解。对搭建或调整主动配电网起到指导意义，通过调整主动配电网中电力电子器件的相关参数，使各节点以三相电压最优解运行。

技术领域

本发明涉及主动配电网优化运行技术领域，尤其涉及一种计及电压不平衡与谐波补偿的主动配电网优化运行方法。

背景技术

主动配电网是主要由分布式电源、负荷、储能系统和控制装置构成的配电系统。随着大量分布式电源经变流器接口接入电网，使得传统配电网逐渐转为主动配电网，但是变流器是通过电力电子器件的频繁开通和关断来实现电力变换功能的，其输入输出关系具有明显的非线性特征，开关器件频繁的开通和关断容易产生一系列的谐波分量，对电网造成谐波污染。同时，主动配网中不断增加的非线性负荷(如UPS、开关电源、整流器、变频器、逆变器等)也会导致基波电流发生畸变产生谐波，进一步导致基波电压的畸变，形成谐波电压。除了分布式电源正常运行时变流器必然输出的谐波以外，三相不平衡、直流偏磁等非理想情况也会造成谐波增加。三相不平衡电压和谐波电压不仅使配电网运行损耗增加，还会影响配电设备的正常运行。

变流器是分布式电源与配电网连接的关键设备，通过电力电子器件调节能够实现有功传输灵活调控，还能对配电网进行一定的无功和谐波补偿。分布式电源变流器具有三相独立调节能力，可对交流侧三相功率和谐波电流进行分相控制。通过对分布式电源变流器三相功率和谐波电流进行独立调节，可降低主动配电网三相不平衡和谐波电压畸变率。为此研究考虑电压不平衡和谐波的主动配电网运行策略具有重要意义。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种计及电压不平衡与谐波补偿的主动配电网优化运行方法，解决现有技术中缺乏针对主动配电网的优化运行方法的技术问题，能够根据主动配电网的特性建立优化运行模型，能够将优化模型转化为SDP模型以获取全局最优解，能够进一步将SDP模型转化为对偶SDP模型以适应具有大量分布式电源节点的主动配电网。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种计及电压不平衡与谐波补偿的主动配电网优化运行方法，主动配电网中的分布式电源发出的功率经变流器进行谐波补偿后输出，经变流器进行谐波补偿后输出的功率包括基波功率与谐波功率，包括以下步骤：

步骤1：分析主动配电网中变流器不平衡及谐波补偿特性，得到变流器不平衡及谐波补偿特性约束；

步骤2：根据优化运行目标函数、变流器不平衡及谐波补偿特性约束与主动配电网的运行约束建立主动配电网优化运行模型；

步骤3：求解优化模型，得出主动配电网中各节点的三相电压，包括三相基波电压与三相谐波电压。

进一步的，变流器不平衡及谐波补偿特性约束如下：

上式中，表示分布式电源相的基波有功功率，A、B、C分别表示配网侧的三相；表示分布式电源相的h′次谐波功率；H表示最大谐波次数，h′∈{5,7...,H}，h′为奇数并且不为3的整数倍；为分布式电源相的预测功率；表示变流器相的基波无功功率；表示变流器的基波无功下限值，表示变流器的基波无功上限值；表示变流器相的基波电流；表示变流器相的h′次谐波电流；k为谐波电流补偿裕度；表示变流器并网侧相基波电压；I_lim为变流器电流限值。