[发明专利]一种SAPF剩余容量的优化配置方法及系统

权利要求书

1.一种SAPF剩余容量的优化配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取并根据历史数据中的并联型有源电力滤波器SAPF的标称额定容量及其补偿的电网电流的各次谐波电流和负载基波电流，构建以SAPF对基波电流无功分量的补偿量和SAPF对各次谐波电流的补偿量为自变量的目标适应函数，所述目标适应函数设置两个优化目标，分别为：

(1)SAPF剩余容量接近于零；

(2)SAPF所安装的母线的电流畸变率接近于零或小于电流畸变率标准；

获取待补偿电网的负载基波电流的有效值、各次谐波电流的有效值以及所述SAPF的标称额定容量的有效值，并代入到所述目标适应函数中，求解出最优解；

根据所述最优解对应的基波电流无功分量的补偿量和各次谐波电流的补偿量配置SAPF的操作以实现对待补偿的电网电流的最优补偿；

所述谐波电流包括有功直流分量和无功直流分量；获取所述SAPF的谐波电流，包括：

获取d-q旋转坐标系下第k次谐波电流分量矢量i_k及其对应谐波电压分量矢量u_k，并根据同步坐标变换法，通过改进的Park变换矩阵，使原d-q旋转坐标系下的电压电流矢量顺时针旋转第k次谐波电压初相位所对应的角度，得到新的d-q坐标系，从而使第k次谐波电压分量矢量与新的d-q坐标系下的d轴重合，进而通过新的d-q坐标系获得对应第k次谐波电流的有功分量和无功分量；

令基频倍数n依次等于待提取的第k次谐波电流次数k的±1倍，再通过LPF滤波获得第k次谐波电流的正负序直流分量及第k次谐波电流的有功分量和无功分量；并通过所述第k次谐波电流的正负序直流分量及所述第k次谐波电流的有功分量和无功分量，获得第k次谐波电流的有功直流分量和无功直流分量；

所述第k次谐波电流的有功分量i_d′和无功分量i_q′为：

其中，为第n次谐波的正序分量幅值，为第n次谐波的负序分量幅值；为第n次谐波电流正序分量的初相位角，为第n次谐波电流负序分量的初相位角；k为待求谐波次数；ω为角频率；为第k次谐波电压初相位，也即是第k次谐波的相位补偿量，表达式为：

其中，u_kq和u_kd分别表示第k次谐波电压经过dq分解后的q轴分量和d轴分量；

所述改进的Park变换矩阵C_dq'为：

所述第k次谐波电流的有功直流分量和无功直流分量为：

其中，i_kd′和i_kq′为经过相位补偿和LPF滤波后所求得的第k次谐波电流的d轴分量和q轴分量；和分别为第k次谐波电流正序和负序分量的初相位角，和分别为第k次谐波电流正序和负序分量。

2.根据权利要求1所述的SAPF剩余容量的优化配置方法，其特征在于，所述目标适应函数为：

F＝min f(x)

＝λ₁I_r+λ₂I_THD+Pmax(0,I_r-I_m)

其中，F和min f(x)为目标适应函数，其值最小时，所对应的基波无功电流分量和各次谐波电流为最优解；I_r为SAPF的剩余容量，其中，I_THD为电网母线的电流畸变率，其中，λ₁和λ₂分别为剩余容量I_r和对应母线的电流畸变率I_THD这两个优化目标的权重值，且满足λ₁+λ₂＝1；P为剩余容量的越限惩罚系数；I_m为SAPF标称额定容量的有效值；I₁为负载基波电流有效值，I_1q为基波无功电流分量的有效值；I_n为各次谐波电流有效值；n为谐波次数，I_n为各次谐波分量；ITHD_max为SAPF所在母线的电流畸变率标准值。