一种设置微网谐波滤波模块的方法技术

一种设置微网谐波滤波模块的方法，它包括以下步骤，初始化种群，对初始种群中的各个体实施一次观测，得到一组状态，计算每个粒子的适应度值，根据粒子的适应度更新个体及全局最优位置，生成量子旋转门，更新量子粒子群的速度与位置，如果达到最大迭代次数，计算终止，否则转到第二步，输出适应度最优个体，即找到受谐波源最大的节点；在上述节点设置滤波器模块。本发明专利技术的主要目的在于提供一种能高效、经济的消除微网中谐波的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种设置微网谐波滤波模块的方法
本专利技术涉及电子
，具体涉及一种设置微网谐波滤波模块的方法。
技术介绍
谐波是微网中一类主要的电能质量问题。逆变装置作为微网的主要构件，其在微网中的大量使用是谐波问题最主要的来源，各种类型间歇式、不稳定微源以及储能装置都需要借助逆变器输出利益群体要求的电能，进而带来更为复杂的谐波问题。为了使配电网中各节点谐波电压满足相应的谐波标准，为了使配电网中各节点谐波电压满足相应的谐波标准，在用户或电网中装设无源滤波器(passivepowerfilter,简称PPF)或有源滤波器(activepowerfilter,简称APF)来补偿谐波是一种有效的措施。对安装在微网中的两种滤波装置进行优化设计，用最经济的滤波装置消除尽可能多的谐波，使微网中的谐波含量满足国家标准是非常重要的。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种能高效、经济的消除微网中谐波的方法。为了实现上述的技术特征，本专利技术的目的是这样实现的：一种设置微网谐波滤波模块的方法，它包括以下步骤：1)初始化种群；2)对初始种群中的各个体实施一次观测，得到一组状态；3)计算每个粒子的适应度值；4)根据粒子的适应度更新个体及全局最优位置；5)生成量子旋转门；6)更新量子粒子群的速度与位置；7)如果达到最大迭代次数，计算终止，否则转到步骤2；8)输出适应度最优个体，即找到受谐波源最大的节点；9)在上述节点设置滤波器模块。在步骤6)中，根据下列公式对粒子群的速度与位置进行更新：θij(t+1)＝θij(t)+vij(t+1)(2)；其中χ是受限制的惯性权重，加速常数上述则χ＝0.729，c1＝c2＝1.49445。在步骤9)中，滤波器模块采用至少1个滤波器单元并联的结构。上述滤波器模块中的每个滤波器单元包括IGBT晶体管，IGBT晶体管的受控端与电流控制器的输出端连接，电流控制器的输入端与电流传感器的输出端连接。上述电流传感器的输入端与负载检测电流端连接。上述滤波器为有源滤波器。上述多个滤波器单元将检测的总负载电流先进行均流再进行谐波提取。上述每个滤波器单元均包括谐波检测模块，滤波器的直流侧电压靠调节有功电流的直流分量来维持。上述滤波器采用瞬时无功理论进行谐波分离。本专利技术有如下有益效果：1.这样能高效的找到受谐波源最大的节点，在这些节点加装滤波器，能最经济的消除尽可能多的谐波；2.在传统的量子粒子群算法中引入收敛因子，将滤波器的无功补偿容量，补偿后的滤波效果及滤波器初期投资成本作为优化目标进行综合寻优，使得量子粒子群朝3个目标最佳协调点的方向进行优化。此外，有源滤波器采用将多台小容量的有源滤波器并联运行模式，以实现微网的谐波补偿更灵活的目的，采用不同的APF模块数量可以满足不同的容量需求，容量扩展方便、可靠性高。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明；图1是本专利技术实施例中16节点含DG的微网系统；图2为本专利技术中滤波器控制策略的结构图；图3为本专利技术的总体结构框图。具体实施方式如图1所示，一种设置微网谐波滤波模块的方法，它包括以下步骤：1)初始化种群；2)对初始种群中的各个体实施一次观测，得到一组状态；3)计算每个粒子的适应度值；4)根据粒子的适应度更新个体及全局最优位置；5)生成量子旋转门；6)更新量子粒子群的速度与位置；7)如果达到最大迭代次数，计算终止，否则转到步骤(2)；8)输出适应度最优个体，即找到受谐波源最大的节点；9)在上述节点设置滤波器模块。这样能高效的找到受谐波源最大的节点，在这些节点加装滤波器，能最经济的消除尽可能多的谐波。在步骤6)中，根据下列公式对粒子群的速度与位置进行更新：θij(t+1)＝θij(t)+vij(t+1)(2)；其中χ是受限制的惯性权重，加速常数在传统的量子粒子群算法中引入收敛因子，将滤波器的无功补偿容量，补偿后的滤波效果及滤波器初期投资成本作为优化目标进行综合寻优，使得量子粒子群朝3个目标最佳协调点的方向进行优化。此外，有源滤波器采用将多台小容量的有源滤波器并联运行模式，以实现微网的谐波补偿更灵活的目的，采用不同的APF模块数量可以满足不同的容量需求，容量扩展方便、可靠性高。所述则χ＝0.729，c1＝c2＝1.49445。上述数据是在实验后得出的，对不同类型的函数测试表明，引入收缩因子后的改进QPSO算法在收敛速度方面明显优于基本QPSO算法。在步骤9)中，滤波器模块采用至少1个滤波器单元并联的结构。所述滤波器模块中的每个滤波器单元包括IGBT晶体管，IGBT晶体管的受控端与电流控制器的输出端连接，电流控制器的输入端与电流传感器的输出端连接。所述电流传感器的输入端与负载检测电流端连接。这样系统可以共用一套电流传感器，也可以每个APF模块各自采用一套电流传感器，该系统只采用一套电流传感器将负载检测电流同时传给各个APF模块，这样可以保证采样电流的同步性；同时，负载端的电流被电流传感器所检测，然后电流控制器通过电流传感器所检测电流的情况，导通不同数量的IGBT，当负载检测电流传至每个APF模块时采用均流策略，最终使每个APF模块能够平均分配谐波补偿任务，以达到较好的动态性能和补偿效果。所述滤波器单元为有源滤波器。所述多个滤波器单元将检测的总负载电流先进行均流再进行谐波提取。这样能获得每台滤波器所需补偿的谐波电流。所述每个滤波器单元均包括谐波检测模块，滤波器的直流侧电压靠调节有功电流的直流分量来维持。所述滤波器采用瞬时无功理论进行谐波分离。采用上述结构，具体的，以图1所示的16节点含DG的微网系统为算例，系统的电压为10kV，图中DG1表示光伏电池，DG2表示风力发电机，微源通过逆变器接入电网，此两处为确定性谐波源，此外，节点8，9，10，14处为非确定性谐波源，如汽车充电桩、节能灯、计算机等典型负荷。在装设滤波装置前，系统中主要有5、7、11、13次谐波污染，寻优计算结果表明，谐波源对节点6，8，12和14处的影响较大。因此，在节点8和14装设无源滤波器，组成无源滤波器的单调谐滤波器的品质因数Q一定，同时考虑10％的背景谐波，在节点6处装设有源滤波器。有源滤波器采用将多台小容量的有源滤波器并联运行模式，如图2所示，系统可以共用一套电流传感器，也可以每个APF模块各自采用一套电流传感器。该系统只采用一套电流传感器将负载检测电流同时传给各个APF模块，这样可以保证采样电流的同步性。当负载检测电流传至每个APF模块时采用均流策略，最终使每个APF模块能够平均分配谐波补偿任务，以达到较好的动态性能和补偿效果。图2中，它包括交流电压源，交流电压源的输出端分别与电流控制器以及多台APF并联装置非线性负载相连接，电流控制器由指令电流运算电路电流跟踪控制电路组成，电流控制器包含DSP(数字信号处理器)、FPGA逻辑器件、AD信号采样电路、DI/DO输入输出控制电路、PWM波形控制电路、RS485通讯电路组成。电流控制器能检测出非线性负载的谐波分量和无功分量，补偿电流发生电路根据检测到的补偿电流的指令信号，产生与检测到的电流信号相反的补偿电流。本模块只采用一套电流传感器将负载检测电流同时传给各个APF模块，这样可以保证采样电流的同步性，负载检测电流传至每个APF模块时采用均流策略，使每个A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设置微网谐波滤波模块的方法，其特征在于，它包括以下步骤：1)初始化种群；2)对初始种群中的各个体实施一次观测，得到一组状态；3)计算每个粒子的适应度值；4)根据粒子的适应度更新个体及全局最优位置；5)生成量子旋转门；6)更新量子粒子群的速度与位置；7)如果达到最大迭代次数，计算终止，否则转到步骤(2)；8)输出适应度最优个体，即找到受谐波源最大的节点；9)在上述节点设置滤波器模块。

【技术特征摘要】
1.一种设置微网谐波滤波模块的方法，其特征在于，它包括以下步骤：1)初始化种群；2)对初始种群中的各个体实施一次观测，得到一组状态；3)计算每个粒子的适应度值；4)根据粒子的适应度更新个体及全局最优位置；5)生成量子旋转门；6)更新量子粒子群的速度与位置；7)如果达到最大迭代次数，计算终止，否则转到步骤(2)；8)输出适应度最优个体，即找到受谐波源最大的节点；9)在上述节点设置滤波器模块。2.根据权利要求1所述的设置微网谐波滤波模块的方法，其特征在于，在步骤6)中，根据下列公式对粒子群的速度与位置进行更新：θij(t+1)＝θij(t)+vij(t+1)(2)；其中χ是受限制的惯性权重，加速常数3.根据权利要求2所述的设置微网谐波滤波模块的方法，其特征在于：所述则χ＝0.729，c1＝c2＝1.49445。4.根据权利要求1至3其中之一所述的设置微网谐波滤波模块的方法，其特征在于：在步骤9)中，滤波器模块采用至少1个滤波器单元并联的结构。...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭佳凤，肖田健，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司，
类型：发明
国别省市：北京,11