[发明专利]一种SAPF剩余容量的优化配置方法及系统

说明书

本发明公开了一种SAPF剩余容量的优化配置方法及系统，在考虑到已装设的SAPF存在未使用的剩余容量的情况，通过构造以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SAPF剩余容量的目标适应函数，所述目标适应函数具有两个优化目标：(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；并配置优化算法求解出所述目标适应函数的最优解，并根据所述最优解所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。从而实现了对SAPF容量的充分利用，解决了现有SAPF控制算法技术中忽略SAPF装置剩余容量的问题。

技术领域

本发明涉及SAPF的控制算法领域，尤其涉及SAPF剩余容量的优化配置方法及系统。

背景技术

随着电力电子技术的进步，非线性负载和电力电子变换器的使用不断增多，给电网带来了大量谐波，影响着电网的电能质量。并联型有源电力滤波器(Shunt active powerfilter，SAPF)在电网谐波治理和无功补偿等方面起到了重要作用，但其补偿容量的选择受到投资成本和滤波效果的影响。目前很多SAPF在对非线性负载进行补偿时会留有较多的剩余容量，也存在SAPF容量不足以完成对非线性负载完全补偿的情况，此时如何提高SAPF容量的利用率，如何最大化的提高补偿效果，也是电能质量治理需要面对的问题。

对于配电网中的非线性负载，其数量往往较多且分布较为零散复杂，传统加装滤波装置的集中治理方法效果不再理想，谁污染谁治理的原则也不再适用。针对这些问题，许多文献对SAPF的控制算法及电路结构等方面展开了研究。现有技术中，有技术人员分别使用相位补偿和预测控制的方法，实现了对非线性负载任意次谐波电流的选择性检测，也有一些技术人员在采用直接交-交变换技术的APF的基础上，提出了一种逐次分序的谐波检测算法，但上述现有技术中，都没有考虑到SAPF的容量限制；也有技术人员提出了依据PCC处电压谐波责任划分的SAPF容量分配算法，但也没有考虑到已有SAPF装置剩余容量的问题。可以看出，现有技术中在对SAPF的控制算法都忽略了SAPF装置剩余容量，从而限制了对SAPF容量的充分利用，限制了SAPF对电网电流的补偿效果的优化。

发明内容

本发明提供了一种SAPF剩余容量的优化配置方法及系统，在考虑到已装设的SAPF存在未使用的剩余容量的情况，通过构造SAPF剩余容量的目标适应函数及配置算法，实现了对SAPF容量的充分利用，从而解决现有技术中在对SAPF的控制算法都忽略了SAPF装置剩余容量，从而限制了对SAPF容量的充分利用，限制了SAPF对电网电流的补偿效果的优化的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种SAPF剩余容量的优化配置方法，包括以下步骤：

获取并根据历史数据中的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。

优选的，所述目标适应函数为：

F＝min f(x)