[发明专利]一种主动配电网谐波潮流分析方法

摘要

本发明公开了一种主动配电网谐波潮流分析方法，包含以下内容，首先，根据主动配电网中非线性负荷和分布式电源(DG)的特点，分析非线性负荷和DG并网接口电力电子装置的工作特性及其注入系统各次谐波电流的含量；然后，通过计算主动配电网基波潮流得出非线性负荷和DG并网的基波电压，由非线性负荷和DG的功率，可计算出其基波电流；最后，通过非线性负荷和DG的基波电流求出其注入主动配电网的各次谐波电流，并计算出整个主动配电网谐波潮流分布情况。本发明无需迭代计算即可得出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，具有计算过程清晰，易于编程等特点。

主权项

一种主动配电网谐波潮流分析方法，其特征是该方法包括以下步骤：步骤A、获取主动配电网的网络参数，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；步骤I、根据公式计算主动配电网中所有谐波源节点向主动配电网输入的各次谐波电流其中，为谐波源节点i向主动配电网输入的第h次谐波电流，为非线性负荷的第h次谐波电流，为DG注入主动配电网的第h次谐波电流，h为谐波次数；步骤J、根据公式计算主动配电网第h次谐波潮流，得出各独立节点i的第h次谐波电压其中，为独立节点i的第h次谐波电压，V^(h)为主动配电网中各独立节点i的第h次谐波电压组成的n×1阶相量矩阵，即i＝1,2,…,n，I^(h)为主动配电网中各谐波源节点向主动配电网输入的第h次谐波电流组成的n×1阶相量矩阵，即i＝1,2,,,n，T为主动配电网的道路矩阵，T为n×b阶矩阵，T^T为矩阵T的转置矩阵，为支路l的第h次谐波阻抗，为基于对角元素分别为各支路l的第h次谐波阻抗组成的b×b阶对角矩阵，即l＝1,2,…,b，B为主动配电网的回‑支关联矩阵，B为d×b阶矩阵，B^T为矩阵B的转置矩阵，为矩阵的逆矩阵，即为主动配电网的第h次谐波回路阻抗矩阵，为d×d阶矩阵，且有n为主动配电网独立节点数，b为主动配电网总支路数，d为主动配电网连支数，h为谐波次数；步骤K、根据不同谐波次数h，重复步骤G、步骤H、步骤I和步骤J即可求出主动配电网所有节点的各次谐波电压分布情况，以及计算出各节点的电压总谐波畸变率和电压单个谐波畸变率。