【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及配电网谐波治理，尤其涉及一种考虑直流电容裕量的谐波补偿方法和系统。
技术介绍
1、在配电网中，通过分布式的谐波补偿可以实现全网各个节点谐波电压的抑制。当分布式谐波补偿通过优化规划设计后，各有源电力滤波器(active powerfilter，apf)的选型和安装点位就是固定的。但是在实际配网运行中各谐波源会发生不同于规划设计值的时变，以及配电网的负荷支路的等效阻抗受谐波次数时变的影响，于是需要动态优化调节各个分布式apf的谐波补偿指令，才能跟随配电网时变的谐波源而保持全局优化的谐波治理效果。另一方面，动态优化调节的谐波补偿指令还将给系统现有的各台分布式apf的直流电容带来多变的损耗，造成现有系统设计的直流电容在新的谐波注入指令的多变需求下裕量不足，使得apf无法正常工作，或造成apf的直流电容的寿命缩短和可靠性降低。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种考虑直流电容裕量的谐波补偿方法和系统，用于解决现有的配电网分布式有源电力滤波器的谐波补偿未考虑谐波源时变性，而造成的各台分布式apf的直流电容在新的谐波注入指令的多变需求下裕量不足，无法正常工作，及其直流电容的寿命缩短和可靠性降低的技术问题。
2、有鉴于此，本专利技术第一方面提供了一种考虑直流电容裕量的谐波补偿方法，包括：
3、基于确定硬件选型的有源电力滤波器及其在配电网中的点位分布的情况下，计算谐波源时变导致频率变化后的各节点的等效阻抗；
4、建立配电网中在谐波源时变下的配电网全
5、采用多目标粒子群算法求解有源电力滤波器补偿电流的幅值与相位的最优解，求解过程包括：
6、t1、初始化粒子群，粒子群中每个粒子代表一种有源电力滤波器注入谐波补偿电流幅值与相位的可能；
7、t2、根据各粒子的补偿电流计算配电网谐波潮流；
8、t3、根据配电网各节点的各次谐波电压计算各粒子的目标函数；
9、t4、根据目标函数计算结果更新粒子速度；
10、t5、根据前一次迭代中的粒子位置与速度，更新下一次迭代的有源滤波器补偿电流幅值和相位；
11、t6、判断当前是否满足直流电容的损耗和各节点电压总畸变率的约束条件，若是，则跳转至步骤t7，否则，返回步骤t2；
12、t7、判断当前迭代次数是否达到预设迭代次数，若是，则跳转至步骤t8，否则，返回步骤t2；
13、t8、输出pareto解集非支配解；
14、t9、根据实际工程应用需求，定义节点电压畸变率、电容损耗的权重，并根据权重大小，在pareto解集中寻找全局最优解；
15、t10、输出有源滤波器幅值和相位最优解。
16、可选地，谐波治理的节点电压总畸变率目标函数为：
17、
18、其中，fthd为配电网电压总畸变率的目标函数，thdn为节点n处电压总畸变率，cn为节点n的重要度权重系数，n为配电网总节点数，un,1为节点n处基波的有效值，un,h为节点n处谐波的有效值。
19、可选地，根据各粒子的补偿电流计算配电网谐波潮流包括：
20、量测各节点的实时有功功率和无功功率，计算配电网各支路负荷的谐波阻抗；
21、根据配电网网络结构和谐波源位置，构建谐波网络方程中的节点导纳矩阵；
22、在已知谐波源电流的情况下，根据配电网基波潮流计算结果，基于in(h)＝gnul计算谐波电流在整个配电网中的分布，其中，in(h)为流入节点n处的h次谐波电流，ul为基波电压，gn为节点n处的电流与基波电压之间的函数关系矩阵；
23、求解谐波网络方程in(h)＝yn(h)un(h)，得到配电网三相谐波潮流计算结果，其中，yn(h)为h次谐波网络方程中的节点导纳矩阵，un(h)为节点n处的谐波电压；
24、根据配电网三相谐波潮流计算结果，得到配电网的节点电压与各支路谐波电流分布。
25、可选地，直流电容的损耗计算模型为：
26、
27、其中，pcap为直流电容的损耗，esr为电容等效电阻，esr(f)为低频电流下各次谐波对应的电容等效电阻，esrshc为高频电流下电容等效电阻，为交流侧电压中基波分量的调制比，k和n分别为正序谐波次数和负序谐波次数，为交流侧目标电流k次谐波的正序相角分量，为交流侧基次电流的正序相角分量，为交流侧目标电流n次谐波的负序相角分量，为交流侧k次谐波电流幅值的正序分量，为交流侧n次谐波电流幅值的负序分量。
28、可选地，节点n的重要度权重系数的计算方式为：
29、
30、其中，cn为节点n的重要度权重系数，αn为节点n的负荷敏感因子。
31、本专利技术第二方面提供了一种考虑直流电容裕量的谐波补偿系统，包括：
32、等效阻抗计算模块，用于基于确定硬件选型的有源电力滤波器及其在配电网中的点位分布的情况下，计算谐波源时变导致频率变化后的各节点的等效阻抗；
33、目标函数构建模块，用于建立配电网中在谐波源时变下的配电网全局谐波治理多目标优化函数，配电网全局谐波治理多目标优化函数包括谐波治理的节点电压总畸变率目标函数和直流电容损耗目标函数；
34、多目标求解模块，用于采用多目标粒子群算法求解有源电力滤波器补偿电流的幅值与相位的最优解，求解过程包括：
35、t1、初始化粒子群，粒子群中每个粒子代表一种有源电力滤波器注入谐波补偿电流幅值与相位的可能；
36、t2、根据各粒子的补偿电流计算配电网谐波潮流；
37、t3、根据配电网各节点的各次谐波电压计算各粒子的目标函数；
38、t4、根据目标函数计算结果更新粒子速度；
39、t5、根据前一次迭代中的粒子位置与速度，更新下一次迭代的有源滤波器补偿电流幅值和相位；
40、t6、判断当前是否满足直流电容的损耗和各节点电压总畸变率的约束条件，若是，则跳转至步骤t7，否则，返回步骤t2；
41、t7、判断当前迭代次数是否达到预设迭代次数，若是，则跳转至步骤t8，否则，返回步骤t2；
42、t8、输出pareto解集非支配解；
43、t9、根据实际工程应用需求，定义节点电压畸变率、电容损耗的权重，并根据权重大小，在pareto解集中寻找全局最优解；
44、t10、输出有源滤波器幅值和相位最优解。
45、可选地，谐波治理的节点电压总畸变率目标函数为：
46、
47、其中，fthd为配电网电压总畸变率的目标函数，thdn为节点n处电压总畸变率，cn为节点n的重要度权重系数，n为配电网总节点数，un,1为节点n处基波的有效值，un,h为节点n处谐波的有效值。...
【技术保护点】
1.一种考虑直流电容裕量的谐波补偿方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的考虑直流电容裕量的谐波补偿方法，其特征在于，谐波治理的节点电压总畸变率目标函数为：
3.根据权利要求2所述的考虑直流电容裕量的谐波补偿方法，其特征在于，根据各粒子的补偿电流计算配电网谐波潮流包括：
4.根据权利要求1所述的考虑直流电容裕量的谐波补偿方法，其特征在于，直流电容损耗目标函数为：
5.根据权利要求2所述的考虑直流电容裕量的谐波补偿方法，其特征在于，节点n的重要度权重系数的计算方式为：
6.一种考虑直流电容裕量的谐波补偿系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的考虑直流电容裕量的谐波补偿系统，其特征在于，谐波治理的节点电压总畸变率目标函数为：
8.根据权利要求7所述的考虑直流电容裕量的谐波补偿系统，其特征在于，根据各粒子的补偿电流计算配电网谐波潮流包括：
9.根据权利要求6所述的考虑直流电容裕量的谐波补偿系统，其特征在于，直流电容损耗目标函数为：
10.根据权利要求7所述的考
...【技术特征摘要】
1.一种考虑直流电容裕量的谐波补偿方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的考虑直流电容裕量的谐波补偿方法，其特征在于，谐波治理的节点电压总畸变率目标函数为：
3.根据权利要求2所述的考虑直流电容裕量的谐波补偿方法，其特征在于，根据各粒子的补偿电流计算配电网谐波潮流包括：
4.根据权利要求1所述的考虑直流电容裕量的谐波补偿方法，其特征在于，直流电容损耗目标函数为：
5.根据权利要求2所述的考虑直流电容裕量的谐波补偿方法，其特征在于，节点n的重要度权重系数的计算方式为：
...【专利技术属性】
技术研发人员：罗鑫庭，林心昊，陈伟杰，段舒尹，彭宏亮，喻磊，何志强，原吕泽芮，刘玉发，刘通，刘胤良，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司惠州供电局，
类型：发明
国别省市：
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