[發(fā)明專利]一種主動(dòng)配電網(wǎng)諧波潮流分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410199662.6
• 申請(qǐng)日: 2014-05-12
• 公開（公告）號(hào): CN103972886A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 衛(wèi)志農(nóng);楊雄;孫永輝;孫國(guó)強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李玉平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)分析與計(jì)算領(lǐng)域，具體涉及一種主動(dòng)配電網(wǎng)諧波潮流分析方法。

背景技術(shù)

諧波潮流計(jì)算是諧波研究領(lǐng)域的重要分支，是了解主動(dòng)配電網(wǎng)諧波特性和進(jìn)行諧波分析的重要手段，可計(jì)算出關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的諧波指標(biāo)，進(jìn)而提出抑制諧波的有效措施。隨著主動(dòng)配電網(wǎng)(ADN)技術(shù)迅速發(fā)展，越來(lái)越多的分布式電源(DG)接入主動(dòng)配電網(wǎng)，以及隨著科學(xué)技術(shù)水平和生活水平不斷提高，主動(dòng)配電網(wǎng)中接入了大量的非線性負(fù)荷，而這些非線性負(fù)荷和帶有大量電力電子器件的分布式源必將給主動(dòng)配電網(wǎng)的電能質(zhì)量帶來(lái)新的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。毫無(wú)疑問(wèn)，在電力公司和工業(yè)生產(chǎn)中，從規(guī)劃到設(shè)計(jì)階段，主動(dòng)配電網(wǎng)諧波分析是在分布式電源、非線性負(fù)荷不斷增加的前提下，保證主動(dòng)配電網(wǎng)和設(shè)備可靠運(yùn)行并預(yù)測(cè)潛在問(wèn)題的有效手段。研究DG和非線性負(fù)荷對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)諧波分布的不利影響，有助于找到解決措施；分析DG對(duì)諧波分布的有利影響，有利于充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)來(lái)改善電能質(zhì)量，因此，研究DG和非線性負(fù)荷對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)諧波和電能質(zhì)量的影響，對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)的發(fā)展具有重要意義。本發(fā)明從諧波潮流分析方法著手，提出一種主動(dòng)配電網(wǎng)諧波潮流分析方法，給研究主動(dòng)配電網(wǎng)諧波影響提供一種有效的技術(shù)方法。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種主動(dòng)配電網(wǎng)諧波潮流分析方法，該方法采用非迭代式諧波潮流分析方法，無(wú)需迭代計(jì)算即可得出主動(dòng)配電網(wǎng)中所有節(jié)點(diǎn)的各次諧波電壓分布情況，從根本上改善了諧波潮流分析方法的計(jì)算速度和效率，克服了諧波潮流迭代收斂性的問(wèn)題，較大的提高了諧波潮流的計(jì)算速度和效率，具有較高的計(jì)算精度，計(jì)算過(guò)程清晰，易于編程等特點(diǎn)。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種主動(dòng)配電網(wǎng)諧波潮流分析方法，該方法包括以下步驟：

步驟A、獲取主動(dòng)配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，包括系統(tǒng)總節(jié)點(diǎn)數(shù)，總支路數(shù)，節(jié)點(diǎn)序號(hào)，支路序號(hào)，獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)，獨(dú)立支路數(shù)，關(guān)聯(lián)支路數(shù)，環(huán)網(wǎng)個(gè)數(shù)，參考節(jié)點(diǎn)，平衡節(jié)點(diǎn)，支路阻抗，線性負(fù)荷功率，非線性負(fù)荷功率，線性負(fù)荷節(jié)點(diǎn)序號(hào)，非線性負(fù)荷節(jié)點(diǎn)序號(hào)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，DG并網(wǎng)個(gè)數(shù)，DG輸出功率，以及DG并網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)序號(hào)，如針對(duì)具有N個(gè)節(jié)點(diǎn)、K個(gè)環(huán)網(wǎng)、W個(gè)非線性負(fù)荷和M個(gè)DG的主動(dòng)配電網(wǎng)，假設(shè)首節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)和平衡節(jié)點(diǎn)，則主動(dòng)配電網(wǎng)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)為n＝N-1，獨(dú)立支路數(shù)即樹支數(shù)為c＝n，關(guān)聯(lián)支路數(shù)即連支數(shù)為d＝K，總支路數(shù)為b＝c+d，其中DG為分布式電源的英文縮寫且代表分布式電源；

步驟B、分析非線性負(fù)荷運(yùn)行特性，通過(guò)傅氏分析公式計(jì)算出其各次諧波電流分量與其基波電流的比值C(h)，其中，C(h)為非線性負(fù)荷各諧波電流分量與其基波電流的比值，h為諧波次數(shù)；

步驟C、分析DG并網(wǎng)接口電力電子裝置的工作特性，通過(guò)傅氏分析公式計(jì)算出其注入主動(dòng)配電網(wǎng)各次諧波電流分量與其基波電流的比值ρ(h)，其中，ρ(h)為DG注入主動(dòng)配電網(wǎng)第h次諧波電流分量與其基波電流的比值，h為諧波次數(shù)；

步驟D、通過(guò)常規(guī)潮流算法計(jì)算主動(dòng)配電網(wǎng)基波潮流，得出各非線性負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的基波電壓和各DG并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的基波電壓其中，為非線性負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的基波電壓，為DG并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的基波電壓，下標(biāo)“NL”表示非線性負(fù)荷，下標(biāo)“DG”表示分布式電源，下標(biāo)“i”表示非線性負(fù)荷節(jié)點(diǎn)和DG并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)各自對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)序號(hào)，上標(biāo)“(1)”表示基波分量；

步驟E、根據(jù)主動(dòng)配電網(wǎng)中非線性負(fù)荷的有功功率P_NL,i和無(wú)功功率Q_NL,i，計(jì)算出非線性負(fù)荷基波電流為其中，為非線性負(fù)荷基波電流，為非線性負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的基波電壓，P_NL,i和Q_NL,i分別為非線性負(fù)荷的有功功率和無(wú)功功率，上標(biāo)“*”表示取共軛復(fù)數(shù)，j為復(fù)數(shù)的虛部單位；

步驟F、根據(jù)DG輸出的有功功率P_DG,i和無(wú)功功率Q_DG,i，計(jì)算出DG注入主動(dòng)配電網(wǎng)的基波電流為其中，為DG注入主動(dòng)配電網(wǎng)的基波電流，為DG并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的基波電壓，P_DG,i和Q_DG,i分別為DG輸出的有功功率和無(wú)功功率，上標(biāo)“*”表示取共軛復(fù)數(shù)，j為復(fù)數(shù)的虛部單位；

步驟G、根據(jù)非線性負(fù)荷基波電流計(jì)算出該非線性負(fù)荷的第h次諧波電流為其中，為非線性負(fù)荷基波電流，為非線性負(fù)荷的第h次諧波電流，h為諧波次數(shù)；

步驟H、根據(jù)DG注入主動(dòng)配電網(wǎng)的基波電流計(jì)算出該DG注入主動(dòng)配電網(wǎng)的第h次諧波電流為其中，為DG注入主動(dòng)配電網(wǎng)的基波電流，為DG注入主動(dòng)配電網(wǎng)的第h次諧波電流，h為諧波次數(shù)；