[发明专利]基于协同进化的三相不平衡虚拟电阻优化方法

说明书

本发明提供的一种基于协同进化的三相不平衡虚拟电阻优化方法，涉及电力设计领域，应用于多组逆变器进行不平衡电压补偿的片区，该方法包括：建立片区具体运行状况下的三相潮流模型，根据三相潮流模型分别推导以虚拟电阻为自变量的表征电压不平衡程度的电压评价函数以及表征电网损耗的网损评价函数；以待优化的电压评价函数和网损评价函数的加权和作为目标函数，以各个虚拟电阻为决策变量，建立虚拟电阻优化模型；应用协同进化算法对虚拟电阻优化模型进行虚拟电阻的求解，确定适用于具体运行状况下的虚拟电阻优化方案。该方法能够克服各个位置的逆变器之间的控制策略相互冲突的问题，且能够实现不平衡治理效果和限制线损效果的优化。

技术领域

本发明涉及一种基于协同进化的三相不平衡虚拟电阻优化方法，属于电力设备设计领域。

背景技术

稳态电能质量主要包括非线性负载产生的谐波问题、负荷不对称分配造成的三相不平衡问题、大功率设备启动产生的电压闪变等电能质量问题，其主要区分特征是波形的畸变。其中，三相不对称引发的电能质量问题最为常见。

我国低压配电网存在大量的单相负荷，特别是在农村地区，由于地域较广，用户较多并且较为分散，对新用户的相别进行随机接入，并没有进行系统上的规划，导致三相负载的不平衡。三相负荷分布不平衡会导致变压器出口的三相电压不对称，电压不对称会造成幅值不相等、角度产生偏差等电能质量问题，影响用户的供电质量。

低压配电网的三相负荷不平衡将增大损耗、降低电压质量甚至影响设备安全运行。随着分布式新能源的大规模接入，尤其是220V单相新能源的接入，配电网负荷不平衡问题将会更加突出。因此治理配电网低压三相负荷不平衡具有很重要的实际意义。而在实际配网中，单个片区由于供电范围较广，需要在多个位置配置吸收不平衡的逆变器，因此存在各个位置的逆变器之间的控制策略相互冲突的问题，也存在需要最大化逆变器吸收不平衡功率效果的问题,需要实现配网不平衡功率的最大吸收和降损效果最大化。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于协同进化的三相不平衡虚拟电阻优化方法，是兼顾不平衡电压治理效果和减小线路损耗效果的多组虚拟电阻优化方法，针对同一片区下多组虚拟电阻设置问题，当给定具体的负荷要求后，最终可以根据协同进化算法及建立的网损模型和不平衡电压模型计算得出各个逆变器的虚拟电阻参数，从而完成限制不平衡电压治理效果和降低线路损耗效果的优化。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种基于协同进化的三相不平衡虚拟电阻优化方法，应用于需要在不同位置设置多组逆变器进行不平衡电压补偿的片区，虚拟电阻通过在不同序网络中发挥不同作用，在正序网络中悬空不吸收功率，在负序零序网络中等效为电阻吸收功率以达到不平衡功率吸收的作用。该方法包括以下步骤：

步骤S1、建立片区具体运行状况下的三相潮流模型，根据三相潮流模型分别推导以虚拟电阻为自变量的表征电压不平衡程度的电压评价函数以及表征电网损耗的网损评价函数；

步骤S2、以待优化的电压评价函数和网损评价函数的加权和作为目标函数，以各个虚拟电阻为决策变量，建立虚拟电阻优化模型；

步骤S3、应用协同进化算法对虚拟电阻优化模型进行虚拟电阻的求解，确定适用于具体运行状况下的虚拟电阻优化方案。

可选的，所述步骤S1中三相潮流模型是综合片区拓扑信息和三相负荷信息后建立的，根据三相潮流模型计算出各节点三相电压U_iA、U_iB、U_iC(i＝1,2...N)以及计算出潮流分布，根据潮流分布计算出片区的网损评价函数，通过对电压应用对称分量法分离出不平衡电压的正序分量U_1i、负序分量U_2i和零序分量U_0i，协同进化算法取所有节点负序电压最大值和零序电压最大值作为不平衡电压表征量，所述步骤S1具体包括以下步骤：