[发明专利]智能电网多谐波源间相互影响与电能质量最优控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及智能电网多谐波源间相互影响与电能质量动态最优控制的方法。确定了电能质量调节装置的最优分布，消除谐波叠加和电压波动，以达到系统性能的优化，取得期望的稳定性和电能质量。将有效改善智能电网谐波污染，为建设坚强的智能电网提供所需电能质量，同时研究成果还可以应用于冶金企业、电力机车、航空船舶等领域，带动全社会的产业升级。

背景技术

随着对环境保护、节能减排和可持续性发展的要求以及客户对电能质量要求的逐步提高，可再生能源等分散式电源不断增加，满足智能电网“绿色电力”、“节能减排”的目标。越来越多的分布式电源和电能质量调节装置渗透在配电系统基础设施中，带来严重的谐波污染，特别是多逆变器装置存在交互耦合影响等情况，将造成谐波放大，损坏电力设备，严重情况下还会威胁到电力系统的安全稳定运行。

智能电网中许多类型电源(风能、太阳能等多种能源输入和内燃机、储能系统、有源滤波装置等多种能源转换单元等)运行不确定性强，具有间隙性、复杂性、多样性、不稳定性的特点，其电能质量特征与传统电力系统有很大差异。传统的电能质量优化配置没有考虑智能电网中多种电源间的谐振及谐波放大的相互影响，谐波所具有的多样性、衰减性、相关性等特点。

发明内容

为了满足现有的优化配置方法中没有考虑智能电网中多种电源间的谐振及谐波放大的相互影响，谐波所具有的多样性、衰减性、相关性等特点对滤波器所进行优化的缺陷。

本发明智能电网多谐波源间相互影响与电能质量动态最优控制的方法，在分析了谐波之间相互影响的基础上，考虑其衰减性与多样性，将电流表示为电压畸变率的函数可以得到相对精确的谐波电流对滤波器进行优化配置，取得了良好的效果。

本发明为解决技术问题采用的技术方案是：提出一种将电流考虑为电压畸变率的函数，根据谐波源的特性调整电流约束电压畸变率。基于电流动态规划的模型从安全性、经济性和环境保护方面确定电能质量调节装置的最优分布。

本发明智能电网多谐波源间相互影响与电能质量动态最优控制的方法的有益效果是：

采用谐波的多样性和衰减性分析谐波之间的相互影响更符合实际，根据这种影响采用谐波电流表示为电压畸变率的函数，进行迭代，得出比较可靠的谐波电流，从而更好地约束电压畸变率，用动态规划的模型进行对滤波器进行优化配置，取得了期望的电能质量。

将有助于提高智能电网的安全稳定运行，推进智能电网实用化进程，在理论和实践中均有重要的研究价值。同时可应用在智能电网、分布式发电系统、直流输电系统、电气化铁路牵引供电系统、大型冶金企业等电能质量控制领域。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

附图说明

附图为动态规划算法迭代流程图。

具体实施方式

在附图中具体算法步骤：对每k个支路的上的谐波进行条件约束，得出电压畸变率最小的支路；将得出电压畸变率最小的支路两两之间谐波相互影响进行条件约束，再得出电压畸变率最小的支路；依次类推直到得到最优值为止，从而得出最优决策。将电流考虑为电压畸变率的函数，首先设定电压畸变率的初始值。初始值可以在不考虑谐波多样性与衰减性的影响，用传统的定性电流频谱方法获得。将(4)式调整的电流注入到系统中，用节点电压方程获得新的系统谐波电压。新的电压畸变率值将会被设置，同时获得新的调整后的电流。这个过程一直循环直到所有系统支路有收敛的电压THD为止。这样就产生了更精确、更可靠的谐波电流。

本发明根据智能电网中分布式电源电能传输的过程，每两个谐波源之间支路的电流，既是前一个非线性负载产生谐波的结果状态，又是下一个非线性负载的初始状态的特点。针对智能电网中可能的谐波源，提出一种基于动态规划的电流模型，将每个谐波源之间的支路划分为不同的阶段对滤波器进行优化。

(1)将谐波产生过程划分为k个相互联系、互不交叉阶段，即：智能电网中每个可能产生谐波节点之间的谐波支路k个。

(2)选择每条谐波支路的谐波电流为变量，谐波电流既是前一阶段的结果，又是下一阶段是为初始变量，各个阶段的状态演变成多决策的过程。谐波电流的大小和相角可以用电压畸变率的函数，反映谐波的衰减性与多样性。

I_h＝α_h(U_THD)                                  (1)