[發(fā)明專利]電能質(zhì)量補償器安裝位置與容量優(yōu)化規(guī)劃方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710390691.4
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107248737B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅安;姜勁松;陳燕東;伍文華;謝志為;譚文娟;劉傲洋;王伊;歐素妤;張兵
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 43113 長沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司
• 代理人: 馬強;王娟<國際申請>=<國際公布>=<

本發(fā)明公開了一種電能質(zhì)量補償器安裝位置與容量優(yōu)化規(guī)劃方法，通過基于牛頓拉夫遜潮流計算的粒子群算法，根據(jù)微電網(wǎng)中各節(jié)點的諧波和無功參數(shù)，可計算出在容量確定的情況下補償器的最優(yōu)安裝位置。同時，考慮到補償器容量呈離散分布的特點，利用割平面法得到補償器的最優(yōu)補償容量大小。以此得到的補償器安裝位置與容量可使得微電網(wǎng)實現(xiàn)經(jīng)濟運行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源微網(wǎng)發(fā)電與運行時，電能質(zhì)量補償器的安裝位置與容量 技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種電能質(zhì)量補償器安裝位置與容量優(yōu)化規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

微電網(wǎng)集成了多種能源輸入(太陽能、風(fēng)能、常規(guī)化石燃料、生物質(zhì)能等)、 特性符合、能源轉(zhuǎn)換單元(燃料電池、微型燃?xì)廨啓C、內(nèi)燃機、儲能系統(tǒng)等)， 是化學(xué)、熱力學(xué)、電動力學(xué)等行為相互耦合的非線性復(fù)雜系統(tǒng)。目前，國內(nèi)外研 究微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)對電能質(zhì)量的影響多數(shù)側(cè)重于微電源的電能質(zhì)量特性問題，而未將 微電網(wǎng)中電能質(zhì)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)納入微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)進行研究。實際上，電能質(zhì)量調(diào)節(jié)系 統(tǒng)、微電源、負(fù)載等因素決定了微電網(wǎng)運行時的電能質(zhì)量，除了它們的特性和性 能之外，其位置分布也是影響電能質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。微電源和負(fù)載受到環(huán)境 等實際因素限制，位置往往固定，電能質(zhì)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的分布與容量就成為重要影 響因素。調(diào)節(jié)系統(tǒng)的位置、容量不同，對微電網(wǎng)電能質(zhì)量的調(diào)節(jié)能力、調(diào)節(jié)效果也不同，確定合理的分布與容量對調(diào)節(jié)系統(tǒng)作用的發(fā)揮非常關(guān)鍵，同時也是多個 電能質(zhì)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)和微電源間交互影響對策的研究基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種電能質(zhì)量補 償器安裝位置與容量優(yōu)化規(guī)劃方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種電能質(zhì)量補償器安 裝位置與容量優(yōu)化規(guī)劃方法，包括以下步驟：

1)根據(jù)微網(wǎng)系統(tǒng)負(fù)荷功率、電源功率、線路參數(shù)h次諧波及PQ節(jié)點、PV 節(jié)點參數(shù)，按照牛頓法計算初始時刻微網(wǎng)系統(tǒng)中各母線h次諧波頻率下 的電壓V_hk，old，及母線電流I_h

2)利用各節(jié)點h次諧波頻率下的的電壓V_hk,old與電能補償器的注入電流I_hk,m得 出電能補償器接入微網(wǎng)后各母線的電壓向量

3)根據(jù)修正后的母線電壓母線電流得到各微網(wǎng)母線的有功功率損失

4)構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)，根據(jù)各微網(wǎng)母線的有功功率損失、修正后的母線電壓計 算出微網(wǎng)系統(tǒng)總的有功功率損失電能補償器最大容量I_max、及母 線電壓諧波量V_THDk和微網(wǎng)系統(tǒng)總的有功功率損失電能補償器最 大容量I_max、及母線電壓諧波量V_THDk所造成的經(jīng)濟費用F₁，F(xiàn)₂，F(xiàn)₃；

5)以目標(biāo)函數(shù)F_x＝F₁+F₂+F₃最小為目標(biāo)，通過基于潮流計算的粒子群算法， 在使得各微網(wǎng)母線、節(jié)點參數(shù)都滿足約束條件的基礎(chǔ)下求出電能補償器 的最優(yōu)安裝位置x_o；

6)利用整數(shù)規(guī)劃方法計算出在x_o下，使得微網(wǎng)系統(tǒng)經(jīng)濟費用F_i最小時的電 能補償器容量I_o；若F_i>F_x則返回步驟5)；若F_i＝F_x，則所得出的x_o、I_o即為電能補償器的最優(yōu)安裝位置與最優(yōu)容量；F_i＝F₁+F₂+F₃；