一种采用相对距离测度的区间谐波潮流计算方法技术

本发明专利技术公开了一种采用相对距离测度的区间谐波潮流计算方法，首先输入电网的参数及网络波动量，构造基波和谐波的节点导纳矩阵，设置节点电压的RDM初值进行基波潮流迭代计算，在基波潮流迭代过程中，对PV节点进行注入无功功率的和电压的修正，满足收敛条件之后输出全网的基波电压与注入电流的RDM数。之后采用简单求解法，对解耦法中谐波潮流迭代部分进一步简化。在谐波源节点处结合谐波频谱进行谐波电流的计算，进而基于全网各元件谐波模型建立RDM形式的谐波导纳矩阵，通过谐波电压方程获取各个节点的谐波电压RDM值。最后，通过RDM数的转换原则，转化为区间数，获得全网的谐波电压区间范围，可以应用于谐波分析和治理。可以应用于谐波分析和治理。可以应用于谐波分析和治理。

【技术实现步骤摘要】
一种采用相对距离测度的区间谐波潮流计算方法


[0001]本专利技术涉及电能质量
，特别是一种采用相对距离测度的区间谐波潮流计算方法。

技术介绍

[0002]由于近年来大量的分布式电源以及多种非线性负荷接入电力系统，电网中的谐波污染日益严重。电网谐波对电力设备以及电力系统的经济和稳定运行有着重大危害，这使得谐波分析和谐波治理的研究具有重要的意义，谐波潮流计算是开展谐波分析的有效方法。在已知网络结构和参数的基础上，通过建立准确的谐波源模型进行谐波潮流计算，能有效地计算电网中各节点的谐波分布情况。
[0003]然而现代电网实际存在着许多不确定性因素，如新能源发电的出力不确定性以及接入负荷大小、数量不确定性等，导致电网谐波存在不确定性，使得传统的确定性谐波分析法难以适用。虽然区间算术能够有效表征不确定性，但是在潮流计算中存在着严重的区间扩张效应，保守性较大，工程实用价值较低。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种采用相对距离测度的区间谐波潮流计算方法，能够计算得到全网的各次谐波电压区间，以便进行后续的电能质量指标计算及谐波规划治理。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种采用相对距离测度的区间谐波潮流计算方法，包括以下步骤：
[0006]步骤S1：构建电网的基波和谐波模型以搭建电网的节点谐波导纳矩阵，同时设置电压的RDM数初值进行初始化；
[0007]步骤S2：在步骤S1的基础上，在构建的基波、谐波元件加上不确定量，进行相对距离测度的建模，使其在区间范围内能够有精准的定位，保留不确定性因素；
[0008]步骤S3：结合步骤S1、步骤S2所得到的参数和方程，进行面向负荷功率波动、发电机出力波动区间的基波潮流迭代求解方法，对PQ、PV节点进行RDM建模，对PV节点进行注入无功功率和电压修正，计算电网基波电压和电流的波动范围；
[0009]步骤S4：结合步骤S3所求出的基波潮流的RDM数，通过谐波源频谱建立谐波源的恒流源模型结合电网谐波方程进行谐波潮流计算；
[0010]步骤S5：在步骤S3、步骤S4的基础上，将得到的RDM谐波电压转化为区间，获得全网的谐波电压范围。
[0011]在一较佳的实施例中，在所述步骤S1中，构建电网的参数和网络模型构建基波和谐波模型，搭建电网的节点谐波导纳矩阵，同时设置电压的RDM数初值进行初始化进行基波潮流计算。
[0012]在一较佳的实施例中，在所述步骤S2中，对考虑发电机出力不确定性和负荷波动
性后的节点进行RDM建模，再代到潮流迭代计算中。
[0013]在一较佳的实施例中，在所述步骤S3中，电网的PV节点RDM建模方式具体为，通过一个简化的节点导纳矩阵来计算PV节点的注入无功；每次迭代后，用得到的电压幅值偏差和无功功率偏差对PV节点的注入无功进行修正；按照上述步骤进行PV节点的修正，得到PV节点的功率，将PV节点转化成PQ节点，从而按照采用并联负荷的计算公式获得相应的谐波等效模型；当无功修正量为负数时，PV节点处，存在减法运算，使用RDM区间模型减小区间解的保守性；
[0014]PQ节点RDM建模
[0015][0016][0017][0018]式中，为节点i注入有功、无功功率的RDM值，为注入复功率的RDM值，为注入功率的区间上限，P
G
、Q
G
为注入功率的区间下限，α为区间功率的RDM元变量，取值范围为[0，1]；
[0019]PV节点的RDM建模
[0020]PV节点的注入无功通过一个简化的节点导纳矩阵来计算；设系统中共有N+1个节点，其中1～n为PV节点，则系统的节点方程为：
[0021][0022]式中的Y
″
矩阵为只含有PV节点的基波导纳矩阵，表示基波电流的RDM值，表示基波节点电压的RDM值，如下式所示：
[0023][0024][0025]式中，I和U表示区间基波电流和基波电压的下限，和表示区间基波电流和基波电压的上限；
[0026]节点电网方程用变量来表示，如下式：
[0027][0028]配电网节点电压的标幺值接近1.0，相角很小，在PV节点处只注入无功，因此有以下近似：
[0029][0030]展开得：
[0031][0032]矩阵M为简化的节点导纳矩阵Y
″
的虚部；每次迭代后，都用得到的电压幅值偏差对PV节点的注入无功进行修正，修正后的注入无功如下式：
[0033][0034]式中，k是迭代次数，是无功修正量。
[0035]在一较佳的实施例中，在所述的步骤S4中，谐波电流源注入的谐波电流RDM值由谐波频谱计算得到。
[0036]在一较佳的实施例中，所述步骤S4中，在步骤S3所建立的潮流迭代的收敛条件分为四个条件，分别是实部上限、实部下限、虚部上限、虚部下限；当四个条件全都小于设置的精度时，迭代停止。
[0037]在一较佳的实施例中，所述的RDM谐波电压由谐波电网方程求解获得，最后通过RDM数转化为区间数，最后获得全网的谐波电压区间范围，应用于后续的谐波分析和治理中；
[0038]设置电压的RDM数初值进行初始化进行基波潮流计算，其中节点电压方程为
[0039][0040]则有
[0041][0042]式中，为节点基波电压RDM值；为节点注入基波电流；n为电网节点总数，节点n是平衡节点；Y
in
和Y
ni
为节点n和其他节点之间的互导纳构成的分块矩阵，互为转置；Y
nn
为节点n的自导纳；Y为整个电网节点导纳矩阵除去Y
in
、Y
ni
、Y
nn
后的分块矩阵。
[0043]在潮流计算中，给定的运行变量是各节点的注入功率，两者之间有如下关系：
[0044][0045]展开可得
[0046][0047]当迭代结果满足如下式所示的收敛条件时，停止迭代过程，由此可得各节点电压RDM值：
[0048][0049]其中Δ为一个很小的正数，一般取1e
‑4‑
1e
‑
6；分别为第k次迭代中节点i电压的实部下限、实部上限、虚部下限、虚部上限；
[0050]RDM谐波潮流计算
[0051][0052]式中代表RDM谐波导纳矩阵，代表区间注入谐波电流的RDM值，代表谐波电压。
[0053]最后，根据RDM数的原理，转化为区间数，得到全网的谐波电压波动范围。
[0054]在一较佳的实施例中，所述步骤S5中，通过获得的电压RDM数转化为区间数，计算总谐波电压畸变率、总谐波电流畸变率等指标进行谐波评估和分析。
[0055]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提出一种新的不确定性谐波潮流计算方法，可以实现在复杂的多节点供电网络上的谐波潮流计算。该方法将相对距离测度运用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用相对距离测度的区间谐波潮流计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：构建电网的基波和谐波模型以搭建电网的节点谐波导纳矩阵，同时设置电压的RDM数初值进行初始化；步骤S2：在步骤S1的基础上，在构建的基波、谐波元件加上不确定量，进行相对距离测度的建模，使其在区间范围内能够有精准的定位，保留不确定性因素；步骤S3：结合步骤S1、步骤S2所得到的参数和方程，进行面向负荷功率波动、发电机出力波动区间的基波潮流迭代求解方法，对PQ、PV节点进行RDM建模，对PV节点进行注入无功功率和电压修正，计算电网基波电压和电流的波动范围；步骤S4：结合步骤S3所求出的基波潮流的RDM数，通过谐波源频谱建立谐波源的恒流源模型结合电网谐波方程进行谐波潮流计算；步骤S5：在步骤S3、步骤S4的基础上，将得到的RDM谐波电压转化为区间，获得全网的谐波电压范围。2.根据权利要求1所述的一种采用相对距离测度的区间谐波潮流计算方法，其特征在于，在所述步骤S1中，构建电网的参数和网络模型构建基波和谐波模型，搭建电网的节点谐波导纳矩阵，同时设置电压的RDM数初值进行初始化进行基波潮流计算。3.根据权利要求1所述的一种采用相对距离测度的区间谐波潮流计算方法，其特征在于，在所述步骤S2中，对考虑发电机出力不确定性和负荷波动性后的节点进行RDM建模，再代到潮流迭代计算中。4.根据权利要求1所述的一种采用相对距离测度的区间谐波潮流计算方法，其特征在于，在所述步骤S3中，电网的PV节点RDM建模方式具体为，通过一个简化的节点导纳矩阵来计算PV节点的注入无功；每次迭代后，用得到的电压幅值偏差和无功功率偏差对PV节点的注入无功进行修正；按照上述步骤进行PV节点的修正，得到PV节点的功率，将PV节点转化成PQ节点，从而按照采用并联负荷的计算公式获得相应的谐波等效模型；当无功修正量为负数时，PV节点处，存在减法运算，使用RDM区间模型减小区间解的保守性；PQ节点RDM建模PQ节点RDM建模PQ节点RDM建模式中，为节点i注入有功、无功功率的RDM值，为注入复功率的RDM值，为注入功率的区间上限，P
G
、Q
G
为注入功率的区间下限，α为区间功率的RDM元变量，取值范围为[0，1]；PV节点的RDM建模PV节点的注入无功通过一个简化的节点导纳矩阵来计算；设系统中共有N+1个节点，其中1～n为PV节点，则系统的节点方程为：
式中的Y
″
矩阵为只含有PV节点的基波导纳矩阵，表示基波电流的RDM值，表示基波节点电压的RDM值，如下式所示：节点电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：方晓玲，兰金晨，林焱，吴丹岳，许双婷，张志耿，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：