[发明专利]一种电网三相谐波潮流相量矩阵计算方法

说明书

本发明涉及一种电网三相谐波潮流相量矩阵计算方法，包括步骤：设置谐波次数，设置谐波源统计模型初始值以及算法迭代误差限；采集包括变压器参数、线路参数、节点电压、发电机参数、负荷参数在内的参数，建立基波和谐波三相导纳矩阵；计算基波三相潮流；检测存在谐波源的节点，利用基波三相潮流结果，由谐波源统计模型预测谐波数据，进行谐波三相潮流计算；利用谐波三相网损功率更新基波三相负荷功率；判断前后节点注入功率误差是否小于预设的迭代误差限，若是则计算收敛，输出谐波三相潮流计算结果，否则返回重新计算基波三相潮流。本发明基于相量矩阵的思维进行程序架构，实现了大规模三相电网谐波潮流仿真的快速开发和高效计算。

技术领域

本发明涉及电力系统安全技术领域，特别是一种电网三相谐波潮流相量矩阵计算方法。

背景技术

电力系统的谐波问题在20世纪30年代就引起了人们的关注，随后由于现代工业技术的发展，电网中的非线性负荷大量增加，如工业中广泛应用的电弧和接触焊设备、矿热炉、硅铁炉、高频炉等，同时，电力电子技术的迅速发展，使晶闸管整流和换流技术得到广泛应用，这都使得电网中的谐波大量增加。谐波对电力系统的影响和危害是十分严重的，其主要表现为降低供电系统的功率因数、使电器设备过热，绝缘老化，产生振动和噪声，缩短用电设备的寿命、引起电力系统的并联和串联谐振损坏电容器等。为了解决上述谐波危害问题，70年代以来，各工业国家纷纷投入力量对谐波问题进行研究，作为谐波问题研究的重要内容，谐波潮流计算也得到了相应发展。

三相谐波潮流计算是研究谐波问题的重要内容，通过三相谐波潮流计算可以描绘电网络的三相谐波潮流分布，得出电网络三相各节点的谐波指标，这是评估电力系统安全运行的重要依据，根据三相谐波潮流计算结果还可分析谐波产生的原因，并进一步研究谐波治理措施。

当前的三相谐波潮流计算不适合运用于大规模三相网络，对谐波源的拓展不方便，因此程序的效率不高，不适合于工程实际情况。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种电网三相谐波潮流相量矩阵计算方法，基于相量矩阵的思维进行程序架构，实现了大规模三相电网谐波潮流仿真的快速开发和高效计算。

本发明采用以下方案实现：一种电网三相谐波潮流相量矩阵计算方法，具体包括以下步骤：

设置谐波次数，设置谐波源统计模型初始值以及算法迭代误差限；

采集包括变压器参数、线路参数、节点电压、发电机参数、负荷参数在内的参数，建立基波和谐波三相导纳矩阵；

计算基波三相潮流；

检测存在谐波源的节点，利用基波三相潮流结果，由谐波源统计模型预测谐波数据，进行谐波三相潮流计算；

利用谐波三相网损功率更新基波三相负荷功率；

判断前后节点注入功率误差是否小于预设的迭代误差限，若是则计算收敛，输出谐波三相潮流计算结果，否则返回重新计算基波三相潮流。

进一步地，所述设置谐波次数，设置谐波源统计模型初始值以及算法迭代误差限具体为：设置要计算的谐波次数，输入不同的谐波源的统计模型初始值，以及基波、谐波算法的迭代收敛误差值。

进一步地，建立的基波三相导纳矩阵为：

式中，为基波三相线路的导纳矩阵，为基波三相变压器的导纳矩阵；

其中，基波三相线路的导纳矩阵为：

式中，nL表示线路总数，[C_Lf]与[C_Lt]为关联矩阵，分别为线路t端和f端的三相电纳矩阵，上标i表示第i条线路；

其中，