[发明专利]一种电压检测型APF本地运行控制参数分布式设定方法

权利要求书

1.一种电压检测型APF本地运行控制参数分布式设定方法，其特征在于，包括：

构建配电网谐波分布式治理系统的双向通信网络连接，以实现各电压检测型APF与其邻居节点的信息交换；考虑不同谐波次数的污染程度差异，以各控制区域内部谐波注入波动时，节点各次谐波电压含有率及总电压畸变率均不越限值为约束，基于一致性算法对电压检测型APF各次谐波电导调节度进行分布式设定；

所述配电网谐波分布式治理系统的双向通信网络连接包括：采用图G＝(V,E,A)来表征电压检测型APF之间的通信连接拓扑；其中V＝{v₁,v₂,...,v_M}表示以VDAPF为顶点的集合，M为顶点总数，E为顶点构成的边集；A为图G的邻接矩阵，若节点i可接收节点j的信息，则称节点j为节点i的邻居，并定义A中元素a_ij＝1，否则有a_ij＝0，此时有边(v_i,v_j)∈E_n；一台电压检测型APF控制一个区域，以相邻区域内电压检测型APF作为本区域VDAPF的邻居节点，两相邻区域内电压检测型APF构成一个边；通过构建电压检测型APF节点与其所有邻居节点的双向通信网络实现信息的发送和接收；

所述基于一致性算法对电压检测型APF各次谐波电导调节度进行分布式设定，具体包括以下步骤：

步骤1：观测节点总电压畸变允许增量在各谐波次数间的分配；

对于各控制区域，由观测节点j的总电压畸变率ΔTHD_Vj值，得到该节点允许的最大总电压畸变率增量ΔTHD_Vjmax，将ΔTHD_Vjmax按照各次谐波电压基准值即长时间尺度全局优化后的该节点h次谐波电压值U_h,j，成比例分配给各次谐波电压，得到各次谐波电压允许的最大增量ΔU_hjmax；联立式(1)和式(2)可计算求得ΔU_hjmax，考虑的最低谐波为5次，对于任意观测节点j有

式中，U_1,j为观测节点j的基波电压值，η为计算过程的中间变量以保证ΔU_hjmax成比例分配；

步骤2：求解各电压检测型APF各次谐波电导调节增量；

由短期谐波预测可得到各区域内任意节点i注入的谐波电流波动量ΔI_h,i，并根据粒子群优化算法及谐波潮流计算可得到以节点谐波电压增量不越限值为约束的节点i处电压检测型APF各次谐波电导最小增量ΔG_himin，如式(3)所示，

步骤3：定义一致性变量及一致性算法；

对于第h次谐波，定义谐波电导调节比率λ_hi为一致性变量；

式中，b_hi为VDAPF_i节点的h次谐波电导调节度；

对于任一谐波次数，以各电压检测型APF的λ_hi作为一致性变量，以1min为短时间尺度优化周期，相邻电压检测型APF通过交换各自的谐波电导调节度b_hi及谐波电导最小增量ΔG_himin，并分别对本地控制器各次谐波电导调节比率λ_hi进行独立的迭代更新；采用离散时间一阶一致性算法进行迭代求解，设计的电压检测型APF各次本地运行控制参数迭代的一致性算法为

式中，λ_hi(k+1)为第(k+1)次迭代时VDAPF_i节点的h次谐波电导调节比率，λ_hj(k)为第k次迭代时VDAPF_j节点的h次谐波电导调节比率，β为正的收敛系数，a_ij为邻接矩阵中第i行第j列元素；

每完成一次迭代需验证谐波电导调节度的设置结果是否满足对各区域最大谐波扰动的治理要求，各区域观测节点各次谐波电压含有率及总电压畸变率应满足限值要求，如公式(6)、(7)所示，

HRU_h,j≤HRU_hmax (6)

THD_Vj≤THD_Vmax (7)

式中，HRU_h,j和HRU_hmax分别为观测节点j的h次谐波电压含有率和要求的单次谐波电压含有率限值，THD_vj和THD_vmax分别为观测节点j的总电压畸变率和要求的总电压畸变率限值；

步骤4：求得各电压检测型APF各次谐波电导调节度；

在迭代计算中，当λ_hi趋于同一个值时，分布式计算迭代达到一致性收敛，并根据公式(8)得到该谐波次数下各电压检测型APF的最优谐波电导调节度b_hi的值；由一致性算法求得的各单元一致性变量λ_hi的值，从而得到电压检测型APF本地控制器h次谐波电导调节度的周期性优化值为

式中，λ*h为一致性算法迭代后的一致性变量收敛值。

2.根据权利要求1所述的一种电压检测型APF本地运行控制参数分布式设定方法，其特征在于：以长时间尺度全局集中控制参数为参考；基于分布式一致性算法对各电压检测型APF的本地运行控制参数进行自组织设定；基于所述电压检测型APF的本地运行控制参数，对本地控制器各次谐波电导实施实时在线调节。