【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配电网谐波补偿规划方法和系统。
技术介绍
1、配电网的分布式谐波治理方法是通过一定控制方式向多个配电网节点注入谐波补偿电流，以整体降低系统中各节点的电压畸变率，给并联在节点上的用户设备提供较高质量的电压。它非常适用于谐波源数量多且分散分布的配电网。然而，在现有的配电网分布式谐波治理规划方法中，在规划有源电力滤波器(apf，active power filter)的部署点位时，并未考虑工程应用中不同谐波补偿工况下的直流电容的裕量，导致在实际的谐波治理过程中受制于apf裕量而不能真正实现全局优化补偿，同时也降低了apf自身的运行安全性与可靠性。
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配电网谐波补偿规划方法和系统，用于解决现有的配电网分布式谐波治理的规划方法未考虑工程应用中不同谐波补偿工况下的apf直流电容的裕量，导致在实际的配电网分布式谐波治理过程中受制于apf裕量而不能真正实现全局优化补偿，同时也降低了apf自身的运行安全性与可靠性的技术问题。
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配电网谐波补偿规划方法，包括：
3、基于配电网各节点的电压畸变率与经济性因素，构建第一配电网全局谐波治理目标函数和第一约束条件，以满足全网各节点的谐波电压低于限值为迭代终止条件，采用粒子群算法求解最优的有源电力滤波器数量；
4、计算有源电力滤波器的直流电容损耗，基于直流电
5、基于确定的有源电力滤波器数量和硬件选型，构建第二配电网全局谐波治理目标函数和第二约束条件，以满足直流电容损耗裕量为限制条件和辅助优化目标，以全网谐波电压整体最低为迭代终止条件，采用粒子群算法求解有源电力滤波器的最优补偿点位分布。
6、可选地，第一配电网全局谐波治理目标函数为：
7、
8、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，p为有源电力滤波器的数量；
9、第一约束条件为：
10、
11、其中，thdmax为国标规定的电压畸变率限值，pmax为由经济因素决定的有源电力滤波器的最大数量。
12、可选地，采用粒子群算法求解最优的有源电力滤波器数量，包括：
13、s1、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电流幅值与点位分布的可能；
14、s2、计算粒子群中各粒子的配电网电压总畸变率的目标函数和有源电力滤波器的数量；
15、s3、根据各粒子的配电网电压总畸变率的目标函数更新粒子速度与位置，得到有源电力滤波器的点位分布；
16、s4、判断当前是否达到迭代次数或是否满足误差条件，若是，则根据各次迭代过程中粒子的目标函数得到pareto解集非支配解，执行步骤s5，否则，返回步骤s3；
17、s5、根据实际工程应用中对经济因素与谐波畸变率的要求，从pareto解集非支配解中得到有源电力滤波器的数量最优解。
18、可选地，有源电力滤波器直流侧电容的损耗计算公式为：
19、
20、其中，pcap为有源电力滤波器直流电容的损耗，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，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。
21、可选地，采用粒子群算法求解有源电力滤波器的最优补偿点位分布，包括：
22、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点位分布可能；
23、t2、计算粒子群中各粒子的配电网电压总畸变率的目标函数和有源电力滤波器直流侧电容的损耗；
24、t3、基于粒子群中各粒子的配电网电压总畸变率的目标函数更新粒子速度与位置，得到有源电力滤波器的点位分布；
25、t4、判断有源电力滤波器直流侧电容的损耗是否满足工程裕量，若是，则执行步骤t5，否则，返回步骤t3；
26、t5、判断当前是否达到迭代次数或是否满足误差条件，若是，则执行t6，否则返回步骤t3；
27、t6、根据各次迭代过程中粒子的目标函数得到pareto解集非支配解，根据实际工程应用中对经济因素与谐波畸变率的要求，从pareto解集非支配解中得到有源电力滤波器的点位分布最优解。
28、可选地，第二配电网全局谐波治理目标函数为：
29、
30、第二约束条件为：
31、
32、其中，fthd为配电网电压总畸变率的目标函数，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，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，pc′ap为有源电力滤波器直流侧电容的最优损耗，pcapn为直流电容损耗裕量。
33、本专利技术第二方面提供了一种考虑直流电容裕量的配电网谐波补偿规划系统，包括：
34、第一优化模块，用于基于配电网各节点的电压畸变率与经济性因素，构建第一配电网全局谐波治理目标函数和第一约束条件，以满足全网各节点的谐波电压低于限值为迭代终止条件，采用粒子群算法求解最优的有源电力滤波器数量；
35、选型模块，用于计算有源电力滤波器的直流电容损耗，基于直流电容损耗进行有源电力滤波器的硬件选型；
36、第二优化模块，用于基于确定的有源电力滤波器数量和硬件选型，构建第二配电网全局谐波治理目标函数和第二约束条件，以满足直流电容损耗裕量为限制条件和辅助优化目标，以全网谐波电压整体最低为迭代终止条件，采用粒子群算法求解有源电力滤波器的最优补偿点位分布。
37、可选地，第一配电网全局谐波治理目标函数为：
38、
39、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，p为有源电力滤波器的数量；
40、第一约束条件为：
41、
42、其中，thdmax为国标规定的电压畸变率限值，pmax为由经济因素决定的有源电力滤波器的最大本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑直流电容裕量的配电网谐波补偿规划方法，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配电网谐波补偿规划方法，其特征在于，第一配电网全局谐波治理目标函数为：
3.根据权利要求2所述的考虑直流电容裕量的配电网谐波补偿规划方法，其特征在于，采用粒子群算法求解最优的有源电力滤波器数量，包括：
4.根据权利要求3所述的考虑直流电容裕量的配电网谐波补偿规划方法，其特征在于，有源电力滤波器直流侧电容的损耗计算公式为：
5.根据权利要求4所述的考虑直流电容裕量的配电网谐波补偿规划方法，其特征在于，采用粒子群算法求解有源电力滤波器的最优补偿点位分布，包括：
6.根据权利要求1所述的考虑直流电容裕量的配电网谐波补偿规划方法，其特征在于，第二配电网全局谐波治理目标函数为：
7.一种考虑直流电容裕量的配电网谐波补偿规划系统，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的考虑直流电容裕量的配电网谐波补偿规划系统，其特征在于，第一配电网全局谐波治理目标函数为：
9.根据权利要求8所述的考
10.根据权利要求9所述的考虑直流电容裕量的配电网谐波补偿规划系统，其特征在于，有源电力滤波器直流侧电容的损耗计算公式为：
...【技术特征摘要】
1.一种考虑直流电容裕量的配电网谐波补偿规划方法，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配电网谐波补偿规划方法，其特征在于，第一配电网全局谐波治理目标函数为：
3.根据权利要求2所述的考虑直流电容裕量的配电网谐波补偿规划方法，其特征在于，采用粒子群算法求解最优的有源电力滤波器数量，包括：
4.根据权利要求3所述的考虑直流电容裕量的配电网谐波补偿规划方法，其特征在于，有源电力滤波器直流侧电容的损耗计算公式为：
5.根据权利要求4所述的考虑直流电容裕量的配电网谐波补偿规划方法，其特征在于，采用粒子群算法求解有源电力滤波器的最优补偿点位分布，包...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄锦伟，喻磊，李冠桥，刘通，胡凯，刘胤良，郭艳婷，段舒尹，吴桂灿，林心昊，原吕泽芮，
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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