【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及谐波治理，具体涉及一种适用于高压直流输电系统的分布式谐波治理方法。
技术介绍
1、国内外学者针对高压直流输电系统谐波治理问题开展了广泛的研究。其中，常见手段是加装无源滤波器，然而无源滤波器占地面积较大且容易引入新的谐振问题。随着电力电子技术的发展，有源治理装置因其灵活性等特点逐步应用于高压系统，比如静止无功发生器已在风电场、直流换流站等高压场景得到了应用]。近年也有研究采用高压有源滤波器治理谐波问题。高压直流输电系统存在多个谐波源，若采用有源滤波器进行治理，如何最优确定滤波器安装容量、位置、个数是关键。一般来说，为了减少滤波器优化配置的难度，研究人员结合工程经验先确定滤波器安装位置。常见的滤波器配置方案是谐波源就近治理原则，例如，在谐波源处安装无源滤波器和有源滤波器治理谐波；在电弧炉供配电系统加装无源滤波器治理谐波。然而当系统谐波源较多时，谐波就近治理将导致滤波器的安装个数不可接受，部分研究人员考虑在多谐波源场景中优化滤波器的安装位置。此外，还有一部分在构建微电网模型的基础上，分析了有源滤波器的较优安装位置；考虑配网系统处频率和电压响应特性以及谐波就近治理原则，确定有源滤波器安装点备选母线库；基于摄动分析法，建立有源滤波器安装点备选库；利用改进型遗传算法求解无源滤波器的较优安装点。
2、虽然上述方法可以处理滤波器较优选址问题，简化滤波器优化配置难度，但不能同时解决滤波器安装个数、容量优化问题。为此，研究人员还考虑采用粒子群等启发式算法进行滤波器优化配置。提出了基于改进粒子群优化算法的混合滤波装置中无源滤
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种适用于高压直流输电系统的分布式谐波治理方法，在构建符合实际工程谐波治理需求的优化模型的基础上，有效避免优化结果陷入局部极小值并提高了求解的稳定性，进而实现了有源滤波器的最优配置。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
3、本专利技术提供一种适用于高压直流输电系统的分布式谐波治理方法，所述适用于高压直流输电系统的分布式谐波治理方法包括：
4、s1：基于当前换流站及周边变电站的电能质量检测数据，建立初始有源滤波器优化配置模型；
5、s2：利用含概率性变异控制因子的改进型粒子群算法对所述初始有源滤波器优化配置模型进行求解，得到有源滤波器优化配置方案；
6、s3：采用所述有源滤波器优化配置方案对高压直流输电系统配置有源滤波器，以实现高压直流输电系统的分布式谐波治理。
7、可选择地，所述s1中，所述初始有源滤波器优化配置模型包括目标函数，
8、所述目标函数为：
9、minf＝ffilter-floss
10、其中，f为谐波综合治理成本，ffilter为滤波器的价格，floss为系统降低的谐波网损。
11、可选择地，所述s1中，所述初始有源滤波器优化配置模型还包括约束条件，所述约束条件包括潮流约束、谐波治理效果约束和滤波器安装容量约束；所述潮流约束包括基波潮流约束和谐波潮流约束。
12、可选择地，所述基波潮流约束为：
13、
14、其中，pgi和qgi分别为发电机的有功出力和无功出力；pdi和ddi分别为节点有功负荷和无功负荷；vi和vj分别为第i个节点和第j个节点的电压幅值，gij为第i个节点和第j个节点间的，δij为第i个节点和第j个节点间的电压相角，n为节点数量，bij为第i个节点和第j个节点间的电纳，cos为余弦函数，sin为正弦函数；
15、所述谐波潮流约束为：
16、
17、其中，vh和ih分别为节点谐波电压和节点注入的h次谐波电流，yh为系统h次谐波的导纳矩阵；
18、所述谐波治理效果约束为：
19、
20、其中，ihdvi和thdvi分别为节点i的电压单次含有率和总畸变率；u1i和uhi分别为节点i的基波电压和h次谐波电压；cihdu和cthdu分别为系统单次谐波含有率允许值和谐波总畸变率允许值；
21、所述滤波器安装容量约束为：
22、qmin≤qf≤qmax
23、其中，qmin和qmax为电力公司考虑采用的滤波器最小和最大安装容量。
24、可选择地，所述s2中，所述含概率性变异控制因子的改进型粒子群算法包括：
25、a1：随机生成控制因子；
26、a2：随机生成初始粒子群；
27、a3：根据当前粒子的速度和位置，计算粒子的适应度值；
28、a4：根据所述粒子的适应度值，更新粒子群个体极值和全局极值；
29、a5：更新粒子速度和位置；
30、a6：判断粒子当前位置是否达到控制因子边界，若是，认为控制因子发生概率性变异，粒子产生新的位置和速度边界并进入a7；否则，直接进入a7；
31、a7：判断当前迭代次数是否达到预设阈值，若是，结束迭代并输出当前粒子群；否则，将当前粒子群的位置和速度边界代入至a3。
32、可选择地，所述a1中，所述控制因子是控制有源滤波器的补偿容量边界与算法的迭代步长边界；
33、所述a2中，所述粒子群为有源滤波器的补偿容量。
34、可选择地，所述a5中，粒子速度更新公式为：
35、
36、粒子位置更新公式为：
37、
38、其中，v、x为粒子的速度、位置，下标t、t+1是粒子的迭代次数；t为惯性权重系数；c1、c2为学习因子；r1、r2是[0-1]的随机数，p为粒子群个体极值，g为粒子群全局极值，下标ctt1imin和ctt1imax为控制因子所控制的边界。
39、本专利技术具有以下有益效果：
40、本专利技术首先构建了符合实际工程谐波治理需求的优化模型。在建立优化问题的过程中，通过调研发现高压有源滤波器成本函数呈阶梯形特征，进而明确了谐波治理费用与滤波器补偿容量之间的非线性关系，指出有源滤波器优化配置问题存在非连续、不可微、多极值等难点，现有优化算法在求解此类问题时极易陷入次优解。为此，本专利技术提出了一种含概率性变异控制因子的改进型粒子群算法，能有效避免优化结果陷入局部极小值并提高了求解的稳定性，降低了多谐波源场景中有源滤波器优化配置问题的复杂度，实现了有源滤波器安装位置、个数、容量的最优配置，并通过算例进一步验证了本专利技术所提算法的有效性。
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1.一种适用于高压直流输电系统的分布式谐波治理方法，其特征在于，所述适用于高压直流输电系统的分布式谐波治理方法包括：
2.根据权利要求1所述的适用于高压直流输电系统的分布式谐波治理方法，其特征在于，所述S1中，所述初始有源滤波器优化配置模型包括目标函数，
3.根据权利要求1所述的适用于高压直流输电系统的分布式谐波治理方法，其特征在于，所述S1中，所述初始有源滤波器优化配置模型还包括约束条件，所述约束条件包括潮流约束、谐波治理效果约束和滤波器安装容量约束；所述潮流约束包括基波潮流约束和谐波潮流约束。
4.根据权利要求3所述的适用于高压直流输电系统的分布式谐波治理方法，其特征在于，所述基波潮流约束为：
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的适用于高压直流输电系统的分布式谐波治理方法，其特征在于，所述S2中，所述含概率性变异控制因子的改进型粒子群算法包括：
6.根据权利要求5所述的适用于高压直流输电系统的分布式谐波治理方法，其特征在于，所述A1中，所述控制因子是控制有源滤波器的补偿容量边界与算法的迭代步长边界；
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...【技术特征摘要】
1.一种适用于高压直流输电系统的分布式谐波治理方法，其特征在于，所述适用于高压直流输电系统的分布式谐波治理方法包括：
2.根据权利要求1所述的适用于高压直流输电系统的分布式谐波治理方法，其特征在于，所述s1中，所述初始有源滤波器优化配置模型包括目标函数，
3.根据权利要求1所述的适用于高压直流输电系统的分布式谐波治理方法，其特征在于，所述s1中，所述初始有源滤波器优化配置模型还包括约束条件，所述约束条件包括潮流约束、谐波治理效果约束和滤波器安装容量约束；所述潮流约束包括基波潮流约束和谐波潮流约束。
4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：王金浩，高乐，张敏，张世锋，常潇，祗会强，李慧蓬，赵旭伟，王杨，宋坤，肖先勇，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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