[发明专利]一种并联型有源电力滤波器优化配置方法

说明书

本发明公开了一种并联型有源电力滤波器优化配置方法，该方法包括：考虑配电网系统多谐波源随机接入场景，考虑谐波综合治理效益前提下构建SAPF双层规划模型；外层模型将SAPF治理成本作为目标函数，以SAPF补偿容量和配电网各节点功率平衡为约束条件；内层模型将配电网各节点谐波电压畸变率作为目标函数，以补偿电流系数和各节点电压畸变率为约束条件；依托解耦谐波潮流算法和混合智能算法对SAPF双层规划模型进行求解，对SAPF安装位置和容量进行配置。本发明可实现SAPF合理优化配置，对全配电网全局具有良好的谐波治理效果并达到整体谐波治理效益最高。

技术领域

本发明属于配电网谐波治理技术领域，尤其是涉及一种并联型有源电力滤波器在复杂城市配电网中的优化配置方法。

背景技术

伴随分布式资源和电动汽车充电桩新型负荷通过电力电子变流器大规模渗透到城市配电网，对配电网造成不同程度的谐波污染。对于新型城市配电网多谐波源随机接入，谐波污染呈现分散化、全网化的特征，结合实用性和经济型层面考虑，传统的将配电网中所有谐波源都配置谐波治理装置的“一对一”补偿方式治理理念不再适用，基于配电网络谐波电压有效抑制的治理装置合理配置策略研究是进行配电网谐波治理的关键。

谐波治理装置的优化配置是指通过相应的优化手段，在配电网络基本参数已知条件下，制定出能达到预期治理效果的谐波治理装置安装位置、容量最优配置方案。城市配电网节点数量众多、网架结构复杂致使SAPF(并联型有源电力滤波器)优化模型求解过程中决策变量较多，SAPF，所以，SAPF目标优化函数的求解是在约束条件范围内的复杂数学规划问题，针对经典优化理论难以处理SAPF优化过程中的混合整数规划问题，常采用解析法或借助智能优化算法进行求解。

当前研究多集中在单一优化目标和不同优化求解算法，未综合考虑实际配电网谐波治理成本以及治理装置安装容量限制，致使配电网整体补偿效益不高，因此亟需一种兼顾谐波治理效果和治理成本的有源电力滤波器优化配置方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的解决城市配电网中谐波源高比例、不定性渗透现象造成配电网局域谐波全局综合治理问题，提出一种基于并联型有源电力滤波器的优化配置方法，综合考虑SAPF安装容量限制、节点功率平衡、节点电压畸变率标准和配置成本等多项影响指标，实现配电网整体谐波治理效益最高

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现

一种并联型有源电力滤波器优化配置方法，包括：

S1、在同一台区下，建立谐波源谐波等效模型；

S2、考虑SAPF安装位置和容量与治理成本间的联系，以高电缆化率城市配电网谐波源高比例渗透为治理场景，基于解耦谐波潮流算法构建嵌套式SAPF双层优化模型，对SAPF安装位置和容量进行优化配置；其中，外层优化模型以配电网各全局谐波综合治理成本最小为目标函数F₁，优化SAPF的单位容量购置成本m和安装维护费用C_o，并对SAPF谐波电流补偿系数和配电网各节点电压畸变率进行条件约束；内层优化模型以治理后各节点电压畸变率最低为目标函数F₂，优化SAPF安装位置λ_SAPF和容量S_SAPF，并对配电网节点SAPF的允许安装容量和SAPF安装节点的功率平衡进行条件约束；

步骤3、运用混合智能优化算法对SAPF双层优化模型进行求解，外层优化模型运用粒子群智能算法，用粒子位置代表SAPF的安装数量；内层优化模型运用智能遗传算法，用染色体对SAPF电流补偿系数和位置进行编码。

进一步的：所述S1中，配电网各类谐波源用诺顿等效模型进行等效；用节点谐波电压和谐波阻抗表示谐波源产生谐波电流线性部分；用一个受控电流源表示谐波源产生谐波电流的非线性部分，则：