[发明专利]基于自适应算法的配电网有源电力滤波器配置方法

说明书

本发明提供一种基于自适应算法的配电网有源电力滤波器配置方法，包括：获取配电网中各节点的数据；分析各节点的安装灵敏度并确定有源电力滤波器的最优安装位置；确定最优节点上单台有源电力滤波器的补偿容量；判断候选节点上是否存在单台有源电力滤波器可使整个网络满足要求，如果不存在，返回进行迭代补偿；如果存在，在该节点上安装有源电力滤波器，更新节点电压的总谐波畸变率并输出配置结果。本发明无需每个非线性负载的接入点配置一台SAPF，减少了SAPF的使用数量，降低了局域配电网的治理成本。

技术领域

本发明属于局域配电网谐波优化综合治理领域，涉及一种基于自适应算法的配电网并联型有源电力滤波器(Shunt active power filter，SAPF)配置方法。

背景技术

随着工业电气化程度的逐步提高及新能源发电接入规模的逐渐增大，配电网中用电负荷的种类和数量逐年上涨。各类电力电子装置、变压器和荧光灯等典型非线性负载产生的高次谐波会使电网电压产生畸变，带来严重的谐波问题，导致电能传输效率降低、电气设备过热等。因此，配电网中高次谐波的综合治理问题已经引起了国内外众多学者的广泛关注。

传统谐波治理措施是采用无源滤波器。无源滤波器结构简单、造价低并且运行损耗小，是配电网中改善电能质量常见的设备。但由于自身结构的限制，无源滤波器的谐波补偿频带窄，难以达到预期的滤波特性，实时补偿效果差。

随着电网系统电力电子化进程的逐渐深入，电网谐波问题在治理方式上出现了极大变化，有源电力滤波器的优势逐渐显现。全控型电力电子器件的并联型有源电力滤波器(Shunt Active Power Filter,SAPF)通过向特定母线注入矫正的谐波电流来抑制配电网中的谐波失真。这已经成为谐波治理的有效手段之一，使得局域电网谐波综合治理成为可能。目前，最常见的SAPF治理方案为点对点就近补偿，即在每个非线性负载的接入点配置一台SAPF。这种治理方案虽然精准但并不高效，且相比于无源滤波器治理成本大大增加，尤其在电网中含有大量分散性非线性负载的情况下。因此，SAPF的优化配置研究是配电网高次谐波治理的关键问题。

治理设备的优化配置研究是指在治理设备安装前，假设电网中各环节(包括电压、线路阻抗、负载等)参数已知，通过各种优化技术与算法确定治理设备的类型、补偿容量、安装位置、以及预期控制指令等的最优配置方案，使得谐波治理设备的补偿效益达到最高。其相关研究涉及SAPF的拓扑结构、控制器设计、稳定性计算等问题。为了实现区域电网的谐波综合补偿，恰当的SAPF配置方案的选择尤为重要。该配置问题可以被视为一个优化问题，需要量化SAPF对网络多节点电压谐波的影响，并根据不同的目标函数和约束搜索SAPF的最佳接入点和参考容量。经典和现代控制理论难以解决这类复杂的多变量、多约束、非线性的混合整数规划问题，而智能控制技术和优化算法的理论和方法在电气工程领域的应用逐渐增多，为治理设备的优化配置提供了新的研究思路。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于自适应算法的配电网有源电力滤波器配置方法，解决现有技术中在每个非线性负载的接入点配置一台SAPF，局域配电网治理成本高的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

基于自适应算法的配电网有源电力滤波器配置方法，包括以下步骤：

步骤S1、获取配电网中各节点的数据；

步骤S2、分析各节点的安装灵敏度并确定有源电力滤波器的最优安装位置；

步骤S3、确定最优节点上单台有源电力滤波器的补偿容量；

步骤S4、判断候选节点上是否存在单台有源电力滤波器可使整个配电网治理满足要求，如果不存在，返回步骤S1进行迭代补偿；如果存在，在该节点上安装有源电力滤波器，更新节点电压的总谐波畸变率并输出配置结果。

进一步的，所述的各节点的数据包括各节点各次谐波含有率及母线电压的总谐波畸变率。