[發(fā)明專利]一種有源濾波器優(yōu)化配置方法

有效

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• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106786581B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高云輝;田書婭;邢勁;牛益國;謝小英;宋瑩;賈清泉;張孟琛;王珺;宣文華
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)冀北電力有限公司秦皇島供電公司;燕山大學(xué);國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01
• 代理公司: 北京金信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;喻嶸

本發(fā)明提供一種有源濾波器優(yōu)化配置方法，包括以下步驟：基于有源濾波器配置的影響，設(shè)置目標(biāo)函數(shù)；設(shè)定滿足智能配電網(wǎng)有源濾波器優(yōu)化配置的約束條件；采用模態(tài)分析與遺傳算法相結(jié)合的配置算法對智能配電網(wǎng)有源濾波器進(jìn)行優(yōu)化配置。本發(fā)明提供的有源濾波器優(yōu)化配置方法，通過引入模態(tài)分析法，確定有源濾波器的候選位置節(jié)點(diǎn)，減少了遺傳算法確定有源濾波器配置位置時的計算量，解決了遺傳算法容易陷入局部最優(yōu)的問題，而且其運(yùn)算速度快，利于算法的快速收斂，并能找到更好的最優(yōu)解，可以有效計算有源濾波器的最優(yōu)接入位置，對提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和改善電能質(zhì)量起到了良好的作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能配電網(wǎng)系統(tǒng)，尤其涉及一種有源濾波器優(yōu)化配置方法。

背景技術(shù)

電力電子裝置的廣泛應(yīng)用，使電網(wǎng)諧波污染日益嚴(yán)重，電力系統(tǒng)的諧波問題引起人們越來越多的關(guān)注。

目前電力系統(tǒng)中，諧波治理主要是通過安裝濾波器降低諧波含量。其中，配置無源濾波器是抑制諧波的主要手段，但是，其存在濾除效果差、可能引起諧波放大等缺點(diǎn)。有源濾波器是一種動態(tài)抑制諧波的電力電子裝置，它能對頻率和幅值變化的諧波進(jìn)行補(bǔ)償，并且可以彌補(bǔ)無源濾波器的缺點(diǎn)，獲得比無源濾波器更好的補(bǔ)償特性，是一種理想的諧波補(bǔ)償裝置。因此，有源濾波器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越多。

智能電網(wǎng)中，有源濾波器的優(yōu)化配置方法主要有：啟發(fā)式搜索法、模擬退火法、非線性規(guī)劃法和遺傳算法。最常用的是遺傳算法，但當(dāng)系統(tǒng)稍微復(fù)雜時將會導(dǎo)致迭代時間非常長，會影響尋優(yōu)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種能夠解決多諧波源并入智能配電網(wǎng)產(chǎn)生大量諧波問題的有源濾波器優(yōu)化配置的方法。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種有源濾波器優(yōu)化配置方法，其包括以下步驟：基于有源濾波器配置的影響，設(shè)置目標(biāo)函數(shù)；設(shè)定滿足智能配電網(wǎng)有源濾波器優(yōu)化配置的約束條件；采用模態(tài)分析與遺傳算法相結(jié)合的配置算法對智能配電網(wǎng)有源濾波器進(jìn)行優(yōu)化配置。

優(yōu)選地，采用模態(tài)分析與遺傳算法相結(jié)合的配置算法具體包括：

S1，輸入智能配電網(wǎng)的參數(shù)，通過諧波電壓含有率和電壓總諧波畸變率約束，計算智能配電網(wǎng)初始狀態(tài)的諧波參數(shù)，所述智能配電網(wǎng)初始狀態(tài)的諧波參數(shù)包括元件各次諧波參數(shù)；

S2，根據(jù)形成于元件各次諧波參數(shù)過程中的各次諧波導(dǎo)納矩陣，利用模態(tài)分析法求得所述諧波導(dǎo)納矩陣的特征值和對應(yīng)的特征向量，根據(jù)所述特征值和所述特征向量選擇有源濾波器配置的候選位置節(jié)點(diǎn)；

S3，輸入遺傳算法中的有關(guān)參數(shù)和所述候選位置節(jié)點(diǎn)，利用遺傳算法輸出優(yōu)化結(jié)果。

優(yōu)選地，根據(jù)S2中的所述特征值計算各模態(tài)的模態(tài)阻抗以選擇發(fā)生諧振的模態(tài)，再根據(jù)特征向量計算發(fā)生諧振的模態(tài)的所有參與因子，根據(jù)參與因子的大小選擇有源濾波器配置的候選位置節(jié)點(diǎn)。

優(yōu)選地，S3具體包括：

S3具體包括：

S31，隨機(jī)生成初始群體，并設(shè)置初始迭代次數(shù)；

S32，進(jìn)行諧波潮流計算，得到候選位置節(jié)點(diǎn)的各次諧波電壓含有率和電壓總諧波畸變率；

S33，應(yīng)用個體中有源濾波器的各次諧波電流吸收系數(shù)、濾波器的過載約束以及候選位置節(jié)點(diǎn)各次諧波電壓得到各有源濾波器的額定安裝容量；

S34，根據(jù)目標(biāo)函數(shù)計算個體的適應(yīng)度，并基于是否違反諧波電壓約束條件的考慮，對所有個體的適應(yīng)度值的大小進(jìn)行排序；

S35，進(jìn)行排序選擇、交叉和變異的遺傳操作，生成新種群，并增加迭代次數(shù)；

S36，判斷結(jié)果是否滿足終止條件，如果滿足終止條件，遺傳迭代終止并輸出優(yōu)化結(jié)果，如果不滿足，則返回S32。