[發明專利]基于自適應算法的配電網有源電力濾波器配置方法

有效

• 申請號: 202011238170.5
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112448393B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 金慶忍;陳衛東;郭敏;姚知洋;周柯;韓帥;阮詩雅
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18
• 代理公司: 廣州市專注魚專利代理有限公司 44456
• 代理人: 凌霄漢

本發明提供一種基于自適應算法的配電網有源電力濾波器配置方法，包括：獲取配電網中各節點的數據；分析各節點的安裝靈敏度并確定有源電力濾波器的最優安裝位置；確定最優節點上單臺有源電力濾波器的補償容量；判斷候選節點上是否存在單臺有源電力濾波器可使整個網絡滿足要求，如果不存在，返回進行迭代補償；如果存在，在該節點上安裝有源電力濾波器，更新節點電壓的總諧波畸變率并輸出配置結果。本發明無需每個非線性負載的接入點配置一臺SAPF，減少了SAPF的使用數量，降低了局域配電網的治理成本。

技術領域

本發明屬于局域配電網諧波優化綜合治理領域，涉及一種基于自適應算法的配電網并聯型有源電力濾波器(Shunt active power filter，SAPF)配置方法。

背景技術

隨著工業電氣化程度的逐步提高及新能源發電接入規模的逐漸增大，配電網中用電負荷的種類和數量逐年上漲。各類電力電子裝置、變壓器和熒光燈等典型非線性負載產生的高次諧波會使電網電壓產生畸變，帶來嚴重的諧波問題，導致電能傳輸效率降低、電氣設備過熱等。因此，配電網中高次諧波的綜合治理問題已經引起了國內外眾多學者的廣泛關注。

傳統諧波治理措施是采用無源濾波器。無源濾波器結構簡單、造價低并且運行損耗小，是配電網中改善電能質量常見的設備。但由于自身結構的限制，無源濾波器的諧波補償頻帶窄，難以達到預期的濾波特性，實時補償效果差。

隨著電網系統電力電子化進程的逐漸深入，電網諧波問題在治理方式上出現了極大變化，有源電力濾波器的優勢逐漸顯現。全控型電力電子器件的并聯型有源電力濾波器(Shunt Active Power Filter,SAPF)通過向特定母線注入矯正的諧波電流來抑制配電網中的諧波失真。這已經成為諧波治理的有效手段之一，使得局域電網諧波綜合治理成為可能。目前，最常見的SAPF治理方案為點對點就近補償，即在每個非線性負載的接入點配置一臺SAPF。這種治理方案雖然精準但并不高效，且相比于無源濾波器治理成本大大增加，尤其在電網中含有大量分散性非線性負載的情況下。因此，SAPF的優化配置研究是配電網高次諧波治理的關鍵問題。

治理設備的優化配置研究是指在治理設備安裝前，假設電網中各環節(包括電壓、線路阻抗、負載等)參數已知，通過各種優化技術與算法確定治理設備的類型、補償容量、安裝位置、以及預期控制指令等的最優配置方案，使得諧波治理設備的補償效益達到最高。其相關研究涉及SAPF的拓撲結構、控制器設計、穩定性計算等問題。為了實現區域電網的諧波綜合補償，恰當的SAPF配置方案的選擇尤為重要。該配置問題可以被視為一個優化問題，需要量化SAPF對網絡多節點電壓諧波的影響，并根據不同的目標函數和約束搜索SAPF的最佳接入點和參考容量。經典和現代控制理論難以解決這類復雜的多變量、多約束、非線性的混合整數規劃問題，而智能控制技術和優化算法的理論和方法在電氣工程領域的應用逐漸增多，為治理設備的優化配置提供了新的研究思路。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于自適應算法的配電網有源電力濾波器配置方法，解決現有技術中在每個非線性負載的接入點配置一臺SAPF，局域配電網治理成本高的問題。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

基于自適應算法的配電網有源電力濾波器配置方法，包括以下步驟：

步驟S1、獲取配電網中各節點的數據；

步驟S2、分析各節點的安裝靈敏度并確定有源電力濾波器的最優安裝位置；

步驟S3、確定最優節點上單臺有源電力濾波器的補償容量；

步驟S4、判斷候選節點上是否存在單臺有源電力濾波器可使整個配電網治理滿足要求，如果不存在，返回步驟S1進行迭代補償；如果存在，在該節點上安裝有源電力濾波器，更新節點電壓的總諧波畸變率并輸出配置結果。

進一步的，所述的各節點的數據包括各節點各次諧波含有率及母線電壓的總諧波畸變率。