[发明专利]一种主动配电网谐波潮流分析方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统分析与计算领域，具体涉及一种主动配电网谐波潮流分析方法。

背景技术

谐波潮流计算是谐波研究领域的重要分支，是了解主动配电网谐波特性和进行谐波分析的重要手段，可计算出关键节点的谐波指标，进而提出抑制谐波的有效措施。随着主动配电网(ADN)技术迅速发展，越来越多的分布式电源(DG)接入主动配电网，以及随着科学技术水平和生活水平不断提高，主动配电网中接入了大量的非线性负荷，而这些非线性负荷和带有大量电力电子器件的分布式源必将给主动配电网的电能质量带来新的问题和挑战。毫无疑问，在电力公司和工业生产中，从规划到设计阶段，主动配电网谐波分析是在分布式电源、非线性负荷不断增加的前提下，保证主动配电网和设备可靠运行并预测潜在问题的有效手段。研究DG和非线性负荷对主动配电网谐波分布的不利影响，有助于找到解决措施；分析DG对谐波分布的有利影响，有利于充分发挥其优势来改善电能质量，因此，研究DG和非线性负荷对主动配电网谐波和电能质量的影响，对主动配电网的发展具有重要意义。本发明从谐波潮流分析方法着手，提出一种主动配电网谐波潮流分析方法，给研究主动配电网谐波影响提供一种有效的技术方法。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种主动配电网谐波潮流分析方法，该方法采用非迭代式谐波潮流分析方法，无需迭代计算即可得出主动配电网中所有节点的各次谐波电压分布情况，从根本上改善了谐波潮流分析方法的计算速度和效率，克服了谐波潮流迭代收敛性的问题，较大的提高了谐波潮流的计算速度和效率，具有较高的计算精度，计算过程清晰，易于编程等特点。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种主动配电网谐波潮流分析方法，该方法包括以下步骤：

步骤A、获取主动配电网的网络参数，包括系统总节点数，总支路数，节点序号，支路序号，独立节点数，独立支路数，关联支路数，环网个数，参考节点，平衡节点，支路阻抗，线性负荷功率，非线性负荷功率，线性负荷节点序号，非线性负荷节点序号，网络拓扑结构，DG并网个数，DG输出功率，以及DG并网的节点序号，如针对具有N个节点、K个环网、W个非线性负荷和M个DG的主动配电网，假设首节点作为参考节点和平衡节点，则主动配电网独立节点数为n＝N-1，独立支路数即树支数为c＝n，关联支路数即连支数为d＝K，总支路数为b＝c+d，其中DG为分布式电源的英文缩写且代表分布式电源；

步骤B、分析非线性负荷运行特性，通过傅氏分析公式计算出其各次谐波电流分量与其基波电流的比值C(h)，其中，C(h)为非线性负荷各谐波电流分量与其基波电流的比值，h为谐波次数；

步骤C、分析DG并网接口电力电子装置的工作特性，通过傅氏分析公式计算出其注入主动配电网各次谐波电流分量与其基波电流的比值ρ(h)，其中，ρ(h)为DG注入主动配电网第h次谐波电流分量与其基波电流的比值，h为谐波次数；

步骤D、通过常规潮流算法计算主动配电网基波潮流，得出各非线性负荷节点的基波电压和各DG并网节点的基波电压其中，为非线性负荷节点的基波电压，为DG并网节点的基波电压，下标“NL”表示非线性负荷，下标“DG”表示分布式电源，下标“i”表示非线性负荷节点和DG并网节点各自对应的节点序号，上标“(1)”表示基波分量；

步骤E、根据主动配电网中非线性负荷的有功功率P_NL,i和无功功率Q_NL,i，计算出非线性负荷基波电流为其中，为非线性负荷基波电流，为非线性负荷节点的基波电压，P_NL,i和Q_NL,i分别为非线性负荷的有功功率和无功功率，上标“*”表示取共轭复数，j为复数的虚部单位；

步骤F、根据DG输出的有功功率P_DG,i和无功功率Q_DG,i，计算出DG注入主动配电网的基波电流为其中，为DG注入主动配电网的基波电流，为DG并网节点的基波电压，P_DG,i和Q_DG,i分别为DG输出的有功功率和无功功率，上标“*”表示取共轭复数，j为复数的虚部单位；

步骤G、根据非线性负荷基波电流计算出该非线性负荷的第h次谐波电流为其中，为非线性负荷基波电流，为非线性负荷的第h次谐波电流，h为谐波次数；

步骤H、根据DG注入主动配电网的基波电流计算出该DG注入主动配电网的第h次谐波电流为其中，为DG注入主动配电网的基波电流，为DG注入主动配电网的第h次谐波电流，h为谐波次数；