【技术实现步骤摘要】
基于FCS-MPC控制的高渗透率主动配电网电能质量治理方法
本专利技术涉及电能质量治理
，具体涉及一种基于FCS-MPC控制的高渗透率主动配电网电能质量治理方法。
技术介绍
主动配电网可以充分发挥分布式发电系统效能，提高用户的供电可靠性，削弱分布式电源对电网的冲击和负面影响，具有良好的经济和社会效益。由于主动配电网在电源、负荷、能源转换单元、储能和运行状态等方面的多样性，分布式电源的间歇性和随机性，以及大电网和主动配电网之间的高渗透率，主动配电网的电能质量问题比传统大电网的电能质量问题严重得多。主要表现为：①多种并网变流器输出谐波相互影响；②过电压和过电流现象更加频繁；③多种电能质量问题并存。目前，国内外针对主动配电网电能质量治理的研究方法主要有以下两种：(1)借鉴传统电网的电能质量治理方案，将已有的电能质量治理方法直接应用到主动配电网中。例如：应用有源电力滤波器和静止无功补偿器相结合提高主动配电网的电能质量；或者是设计一种混合型有源滤波系统，来抑制微电网并网节点处的谐波电流。(2)在现有接入电...
【技术保护点】
1.基于FCS-MPC控制的高渗透率主动配电网电能质量治理方法，其特征在于包括以下步骤：/n步骤一：搭建高渗透率主动配电网，作为电能质量治理的测试系统；/n步骤二：搭建可调电抗器数学模型；/n步骤三：将有限状态模型预测控制FCS-MPC与可调电抗器模型相结合，构建步长函数，对可调电抗器的输出进行预测；/n步骤四：设置FCS-MPC的自适应权重选择方法，使其能够根据电能质量扰动的严重程度进行判断，以输出最优开关状态。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.基于FCS-MPC控制的高渗透率主动配电网电能质量治理方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：搭建高渗透率主动配电网，作为电能质量治理的测试系统；
步骤二：搭建可调电抗器数学模型；
步骤三：将有限状态模型预测控制FCS-MPC与可调电抗器模型相结合，构建步长函数，对可调电抗器的输出进行预测；
步骤四：设置FCS-MPC的自适应权重选择方法，使其能够根据电能质量扰动的严重程度进行判断，以输出最优开关状态。
2.根据权利要求1所述基于FCS-MPC控制的高渗透率主动配电网电能质量治理方法，其特征在于：所述步骤一中，所搭建的测试系统是一个IEEE-13总线配电网，主动配电网的渗透率以下述公式(1)为基准:
式中，Pi,DG-non为系统内第i个分布式电源的装机容量；n为系统内分布式电源个数；PL,sum为系统内负荷总功率；
3.根据权利要求1所述基于FCS-MPC控制的高渗透率主动配电网电能质量治理方法，其特征在于：所述步骤二中，可调电抗器数学模型作为电能质量治理的主要设备，根据可调电抗器中的变压器T型等效电路，可调电抗器中的变压器两侧的电压模型由式(2)、式(3)表示：
其中：v1(k+1)、v2(k+1)为变压器下一个时刻的一次侧以及二次侧电压，i1(k)、i1(k+1)为变压器该时刻与下一时刻的一次侧电流，i2(k)、i2(k+1)为变压器该时刻与下一时刻的二次侧电流，Ll1、Ll2分别为变压器一次侧、二次侧漏感，Ts为采样时间，Lm为变压器互感，r1、r2分别为变压器一、二次侧阻抗，k为当前时刻；
在每个采样时刻通过得到成本函数的最优解来确定开关状态，所有开关状态的数量可由下式(4)计算：
N＝LP(4)
其中，L为逆变器级数，P为相数，逆变器是可调电抗器中连接直流源与变压器的部分，FCS-MPC输出的开关状态也输入至逆变器中，逆变器的输出电压即可表示为公式(5)：
其中，k为开关状态，Vk为第k个开关状态时输出的电压，VDC为与逆变器连接的直流电源，根据系统电压取值，exp为自然常数e为底的指数函数。
4.根据权利要求1所述基于FCS-MPC控制的高渗透率主动配电网电能质量治理方法，其特征在于：所述步骤三中，步长函数是指，受控目标每个步长下的输入输出关系函数，构建步长函数对可调电抗器的输出进行预测，如下式(6)、(7)表示：
技术研发人员：徐艳春，樊士荣，谢莎莎，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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