[發(fā)明專利]一種電網(wǎng)三相諧波潮流相量矩陣計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011601327.6
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112670987B
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李傳棟;林金榕;嚴翠云;杜培
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)福建省電力有限公司;國網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學研究院;國網(wǎng)福建省電力有限公司龍巖供電公司
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16;H02J3/00;H02J3/06;G06F17/18;G06Q50/06
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 錢莉;蔡學俊

1.一種電網(wǎng)三相諧波潮流相量矩陣計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

設(shè)置諧波次數(shù)，設(shè)置諧波源統(tǒng)計模型初始值以及算法迭代誤差限；

采集包括變壓器參數(shù)、線路參數(shù)、節(jié)點電壓、發(fā)電機參數(shù)、負荷參數(shù)在內(nèi)的參數(shù)，建立基波和諧波三相導納矩陣；

計算基波三相潮流；

檢測存在諧波源的節(jié)點，利用基波三相潮流結(jié)果，由諧波源統(tǒng)計模型預測諧波數(shù)據(jù)，進行諧波三相潮流計算；

利用諧波三相網(wǎng)損功率更新基波三相負荷功率；

判斷前后節(jié)點注入功率誤差是否小于預設(shè)的迭代誤差限，若是則計算收斂，輸出諧波三相潮流計算結(jié)果，否則返回重新計算基波三相潮流；

建立的基波三相導納矩陣為：

式中，為基波三相線路的導納矩陣，為基波三相變壓器的導納矩陣；

其中，基波三相線路的導納矩陣為：

式中，nL表示線路總數(shù)，[C_Lf]與[C_Lt]為關(guān)聯(lián)矩陣，與分別為線路t端和f端的三相電納矩陣，上標i表示第i條線路；

其中，

式中，r_L1,x_L1分別表示線路正序電阻和電抗；r_L2,x_L2分別表示線路負序電阻和電抗；r_L0,x_L0分別表示線路零序電阻和電抗；

其中，基波三相變壓器的導納矩陣為：

其中，nT為變壓器的總臺數(shù)，[C_Tf]與[C_Tt]分別為關(guān)聯(lián)矩陣；

式中，f表示首端，t表示末端，k_f,k_t分別表示f端變壓器變比和t端變壓器變比，上標q表示第q臺變壓器的零序電阻和電抗；

其中，

分別為第q臺變壓器的正序電阻和電抗，分別為第q臺變壓器的負序電阻和電抗；分別為第q臺變壓器的零序電阻和電抗；

建立的諧波三相導納矩陣為：

式中，為變壓器諧波導納矩陣，為諧波線路導納矩陣，為負載諧波導納矩陣，為發(fā)電機諧波導納矩陣；

所述計算基波三相潮流具體為：對基礎(chǔ)三相潮流方程修改為：

式中，U_abcx為三相電壓實部，U_abcy為三相電壓虛部，為PV節(jié)點設(shè)定的電壓，ΔP_abc為abc三相有功不平衡量，ΔQ_abc為abc三相無功不平衡量；pvbus、pqbus都為向量索引矩陣，由初始輸入節(jié)點命名順序決定；令誤差修正量為：[Δx_abc]＝[J]\[F]；J表示雅可比矩陣，F(xiàn)表示功率不平衡量矩陣；

修正電壓如下：

式中，i₁為pqbus的電壓實部對應的索引向量，i₂為pqbus的電壓虛部對應的索引向量，i₃為pvbus的電壓實部對應的索引向量，i₄為pvbus的電壓虛部對應的索引向量，由初始輸入節(jié)點命名順序決定；Δx_abc為電壓誤差修正量矩陣；

判斷F是否大于預設(shè)的基波三相迭代誤差值，若是，則循環(huán)執(zhí)行上述計算；若否，則結(jié)束三相基波潮流計算，儲存三相基波潮流結(jié)果；

所述檢測存在諧波源的節(jié)點，利用基波三相潮流結(jié)果，由諧波源統(tǒng)計模型預測諧波數(shù)據(jù)，進行諧波三相潮流計算具體為：

利用參數(shù)標記檢測含有諧波源標記的節(jié)點，并判斷是否有多個諧波源在同一節(jié)點；若有，則考慮諧波源之間的相互影響；若無，則不考慮諧波源之間的相互影響；

各次諧波電流：

若在同一節(jié)點有多個諧波源時考慮它們的相互影響，由國標得到考慮諧波源之間相互影響的公式為：

式中，harmonic_h為第h次諧波電流含有率，I_abcx、I_abcy由基波潮流得到的電流實部和虛部，分別為諧波源1與諧波源2的諧波三相電流；K_h為給定系數(shù)；

由得到各節(jié)點各次諧波三相電壓，由諧波三相電壓得到諧波三相損耗,利用諧波源節(jié)點的諧波損耗更新此節(jié)點的三相功率；其中，為三相諧波電壓，為網(wǎng)絡(luò)諧波導納矩陣，為三相諧波功率；

所述判斷前后節(jié)點注入功率誤差是否小于預設(shè)的迭代誤差限，若是則計算收斂，輸出諧波三相潮流計算結(jié)果，否則返回重新計算基波三相潮流具體為：

式中，為第k次循環(huán)得到的三相功率值矩陣，為第k-1次循環(huán)得到的三相功率值矩陣；判斷[ΔS_abc(k)]是否小于預設(shè)的諧波迭代誤差值，若否，則返回重新計算基波三相潮流，若是，結(jié)束并輸出諧波三相潮流計算結(jié)果。