主動配電網諧波源定位分析方法
2024-02-04 17:42:15
主動配電網諧波源定位分析方法
【專利摘要】本發明公開了一種主動配電網諧波源定位分析方法，包含以下內容，首先，根據主動配電網的特點，獲取網絡參數以及各種基波和諧波量測數據；然後，通過基波和諧波狀態估計方法計算出主動配電網所有節點的基波和各次諧波電壓；接著，根據各支路兩端節點的基波和各次諧波電壓及其支路參數，分別計算出主動配電網所有支路的基波和各次諧波電流；最後，通過支路電流與節點注入電流的關係公式計算出各節點的節點注入基波電流和各次諧波電流，並進一步計算出主動配電網所有節點的電流總諧波畸變率分布情況，便可準確定位各諧波源分布的位置和分析其特性。本發明具有對主動配電網多諧波源定位準確、計算過程清晰、易於編程等特點。
【專利說明】主動配電網諧波源定位分析方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於電力系統分析與計算領域，具體涉及一種主動配電網諧波源定位分析方法。
【背景技術】
[0002]諧波源定位技術是諧波研究領域的重要分支，是了解主動配電網諧波源分布特性和進行諧波治理的關鍵技術，可計算出諧波源的準確位置及其關鍵的諧波指標，進而提出抑制諧波的有效措施。隨著主動配電網(ADN)技術迅速發展和生活水平不斷提高，大量的分布式電源(DG)和非線性負載接入主動配電網。而這些非線性負載和帶有大量電力電子器件的分布式電源接入主動配電網，必將給主動配電網的電能質量帶來新的問題和挑戰。在主動配電網快速發展的背景下，諧波源定位技術是對主動配電網進行諧波治理的一項關鍵技術，是分析主動配電網中諧波源分布和特性的有效手段，有利於快速有效的實現諧波治理及改善電能質量。因此，研究主動配電網多諧波源定位分析方法對主動配電網的進一步發展和應用具有重要意義。本發明從諧波源定位分析方法著手，提出一種主動配電網諧波源定位分析方法，給主動配電網中的多諧波源定位和治理提供一種有效的技術方法。
【發明內容】
[0003]發明目的:針對上述現有技術存在的問題和不足，本發明的目的是提供一種主動配電網諧波源定位分析方法，該方法能夠準確定位主動配電網中的多諧波源位置，對研究主動配電網中各諧波源的特性和分布及其有效治理具有重要作用，從根本上解決了主動配電網中多諧波源準確定位的難題，極大提高了多諧波源定位的準確性和對其進行有效分析和治理的效率，具有對主動配電網多諧波源定位準確、計算過程清晰、易於編程等特點。
[0004]技術方案:為實現上述發明目的，本發明採用的技術方案為一種主動配電網諧波源定位分析方法，該方法包括以下步驟:
[0005]步驟A、獲取主動配電網的網絡參數以及各種基波和諧波量測數據，包括主動配電網總節點數，總支路數，節點序號，支路序號，獨立節點數，獨立支路數，聯絡支路數，環網個數，參考節點，平衡節點，支路阻抗，網絡拓撲結構，基波量測數據，以及各次諧波量測數據，如針對具有N個節點、K個環網和含M個分布式電源的主動配電網，假設首節點作為參考節點和平衡節點，則主動配電網獨立節點數為η = Ν-1,獨立支路數即樹支數為c = η,聯絡支路數即連支數為d = K,總支路數為b = c+d ；
[0006]步驟B、通過常規基波和諧波狀態估計方法計算出主動配電網各節點的基波電壓
KU和各次諧波電壓，其中，為節點i的基波電壓，K"力節點i的第h次諧波電壓，
h為諧波次數，i為節點序號，i = l,2,..., η, η為主動配電網獨立節點數,上標「(I) 」表示基波分量，上標「 (h) 」表示第h次諧波分量；[0007]步驟C、根據公式
【權利要求】
1.一種主動配電網諧波源定位分析方法，其特徵是該方法包括以下步驟: 步驟A、獲取主動配電網的網絡參數以及各種基波和諧波量測數據，如針對具有N個節點、K個環網和含M個分布式電源的主動配電網，假設首節點作為參考節點和平衡節點，則主動配電網獨立節點數為η = Ν-1，獨立支路數即樹支數為c = η，聯絡支路數即連支數為d = K,總支路數為b = c+d ； 步驟B、通過常規基波和諧波狀態估計方法計算出主動配電網各節點的基波電壓I"和各次諧波電壓Kw，其中K 」力節點i的基波電壓，為節點i的第h次諧波電壓，h為諧波次數，i為節點序號，1 = 1,2,..., η, η為主動配電網獨立節點數,上標「(I) 」表示基波分量，上標「 (h) 」表示第h次諧波分量；
!><!)_ ΤΧ1?Vih) -V{h) 步驟C、根據公式^ ='':和/巴=J (/?) 1計算主動配電網各支路的基波電流
^b,rr片)和各次諧波電流^}，其中，#丨和I分別為主動配電網支路r的基波電流和第h次諧波電流，和分別為主動配電網支路r的基波阻抗和第h次諧波阻抗，和^(1>分別為主動配電網支路r的首端節點j和末端節點i的基波電壓，和巧分別為主動配電網支路r的首端節點j和末端節點i的第h次諧波電壓，j和i分別為支路r的首端節點和末端節點序號，r為支路序號，j、i = l,2,…，n, r = 1，2，…，b ; 步驟D、根據公式I(al) = At (/?1 - B11 /[*>)和I，= A1 (/)計算主動配電網各節點的節點注入基波電流U和各次諧波電流C，其中，O和^分別為主動配電網獨立節點i的節點注入基波電流和第h次諧波電流，為由各獨立節點i注入基波電流#組成的nX I階相量矩陣，即C 二吧,#1]，…,^..，/；；!^，I,為由各獨立節點i注入第h次諧波電流C組成的nXl階相量矩陣，即Ο = #?,#,…巧,…,/,巧]1'，i = 1，2，…，n，i表示節點序號，η為主動配電網獨立節點數，/丨」為由各樹支t基波電流疔丨組成的cX I階相量矩陣，即# 二哎!,#,…,^,…,C]T，為由各樹支t第h次諧波電流屯>組成的cXl階相量矩陣，即C=[4:?，切，……,把]T，t = l,2,-,c, t表示樹支序號，c為主動配電網樹支數，且有c = n, /f為由各連支I基波電流組成的dX I階相量矩陣，SP =[#, #,...,#,...,Cf，#為由各連支I第h次諧波電流^組成的dX I階相量矩陣，即C...,/[?,...,0]T，I = 1，2，...，(!，I表示連支序號，d為主動配電網連支數，At為表示節點和樹支關聯關係的nXc階關聯子矩陣，Bj1為矩陣Bt的轉置矩陣，Bt為表示迴路和樹支關聯關係的dXc階關聯子矩陣；步驟E、根據不同諧波次數h，重複步驟B、步驟C和步驟D即可求出主動配電網所有節點的節點注入全部諧波電流，並計算出各諧波源向主動配電網輸入的各次諧波電流為，其中i㈧力各諧波源向主動配電網輸入的第h次諧波電流，i為諧波源節點序號，i = 1，2，…，η ; 步驟F、根據電流總諧波畸變率THD的計算公式
2.如權利要求1所述的主動配電網諧波源定位分析方法，其特徵在於，步驟A中所述主動配電網的網絡參數以及各種基波和諧波量測數據包括主動配電網總節點數，總支路數，節點序號，支路序號，獨立節點數，獨立支路數，聯絡支路數，環網個數，參考節點，平衡節點，支路阻抗，網絡拓撲結構，基波量測數據，以及各次諧波量測數據。
3.如權利要求1所述的主動配電網諧波源定位分析方法，其特徵在於，在主動配電網的連通圖中選定一棵數，對支路的排序次序做適當調整，把c條樹支放在前面，d條連支放在後面，則有主動配電網的節-支關聯矩陣A= [AT AJ，主動配電網的回-支關聯矩陣B =[Bt BJ，A為nXb階節-支關聯矩陣，B為dXb階回-支關聯矩陣，其中，At為表示節點和樹支關聯關係的nX c階關聯子矩陣，為表示節點和連支關聯關係的nX d階關聯子矩陣，Bt為表不迴路和樹支關聯關係的dX c階關聯子矩陣，Blj為表不迴路和連支關聯關係的dX d階關聯子矩陣，且4是一個dXd階的單位矩陣，η為主動配電網獨立節點數，c為主動配電網樹支數，且有c = n, d為主動配電網連支數，b為主動配電網總支路數,且有b = c+d。
【文檔編號】G01R23/16GK103983851SQ201410220438
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月22日 優先權日:2014年5月22日
【發明者】楊雄, 衛志農, 孫國強, 孫永輝 申請人:河海大學