一種微電網(wǎng)濾波器的優(yōu)化配置方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種微電網(wǎng)濾波器的優(yōu)化配置方法，包括以下步驟：建立微電網(wǎng)濾波器優(yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)；確定微電網(wǎng)濾波器優(yōu)化配置約束條件；采用自適應(yīng)遺傳算法和差分進(jìn)化算法對(duì)微電網(wǎng)濾波器進(jìn)行優(yōu)化配置。本發(fā)明可應(yīng)用于可在多諧波源負(fù)荷運(yùn)行的整個(gè)微電網(wǎng)中優(yōu)化無(wú)源和有源濾波器的安裝地點(diǎn)、安裝類型、安裝組數(shù)和參數(shù)，在諧波潮流滿足約束條件以及濾波器安全運(yùn)行的前提下，使濾波裝置的總投資費(fèi)用較小且能有效地抑制諧波。
【專利說(shuō)明】—種微電網(wǎng)濾波器的優(yōu)化配置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種優(yōu)化配置方法，具體涉及一種微電網(wǎng)濾波器的優(yōu)化配置方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微電網(wǎng)中諧波的可能來(lái)源主要有:微電網(wǎng)中非線性負(fù)荷產(chǎn)生的諧波、微電源電力電子接口產(chǎn)生的諧波和配電網(wǎng)的諧波滲透。
[0003]微電網(wǎng)的負(fù)荷以低壓電氣設(shè)備為主，這些低壓電氣設(shè)備多帶有相位控制電路或整流電路，其電流中含有很高的諧波成分，這類負(fù)荷單個(gè)容量小但數(shù)量多且出現(xiàn)相對(duì)集中，影響不容忽視。光伏電池、燃料電池和微型燃?xì)廨啓C(jī)等是微電網(wǎng)中常用的微電源，它們一般需要通過(guò)功率變換裝置變?yōu)榻涣麟姾笤賹?shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，通常采用電壓型逆變器VSI作為微電源的并網(wǎng)接口，經(jīng)過(guò)低通濾波裝置后的輸出電壓波形近似理想正弦。因此微電源不是微電網(wǎng)諧波的主要來(lái)源，負(fù)荷中的非線性負(fù)載為微電網(wǎng)中諧波的主要來(lái)源。
[0004]商業(yè)建筑和居民區(qū)的諧波源主要有照明設(shè)備、直流電源、不間斷電源、變頻電源以及各種家用電器。計(jì)算機(jī)、彩色電視、各種辦公設(shè)備以及家用電器中都含有大量非線性負(fù)荷，這些電路的電流中含有大量的諧波成分，輸入電網(wǎng)會(huì)造成電壓波形畸變，影響電能質(zhì)量。雖然單個(gè)用戶的設(shè)備容量較小，產(chǎn)生的諧波看似很少，但是在微電網(wǎng)中經(jīng)常集中存在大量相同的電氣設(shè)備，此時(shí)其產(chǎn)生的諧波總量會(huì)達(dá)到不能忽視的程度，對(duì)微電網(wǎng)控制造成極大影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種微電網(wǎng)濾波器的優(yōu)化配置方法，可應(yīng)用于可在多諧波源負(fù)荷運(yùn)行的整個(gè)微電網(wǎng)中優(yōu)化無(wú)源和有源濾波器的安裝地點(diǎn)、安裝類型、安裝組數(shù)和參數(shù)，在諧波潮流滿足約束條件以及濾波器安全運(yùn)行的前提下，使濾波裝置的總投資費(fèi)用較小且能有效地抑制諧波。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明提供一種微電網(wǎng)濾波器的優(yōu)化配置方法，所述方法包括以下步驟:
[0008]步驟1:建立微電網(wǎng)濾波器優(yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)；
[0009]步驟2:確定微電網(wǎng)濾波器優(yōu)化配置約束條件；
[0010]步驟3:采用自適應(yīng)遺傳算法和差分進(jìn)化算法對(duì)微電網(wǎng)濾波器進(jìn)行優(yōu)化配置。
[0011]所述步驟I中，以濾除諧波的費(fèi)用最小為目標(biāo)建立微電網(wǎng)濾波器的優(yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)，有:
[0012]minf (X) = [acI+KETPL] +D (I)
[0013]其中，f(x)為濾除諧波的費(fèi)用，a。為微電網(wǎng)濾波器的投資回收系數(shù)，Ke為單位電能損耗的費(fèi)用系數(shù)，單位為元/kWh，T為年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，D為微電網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)違反約束條件的懲罰度量值，匕為電網(wǎng)的有功網(wǎng)損，電網(wǎng)的有功網(wǎng)損為基波有功網(wǎng)損和各次諧波有功網(wǎng)損之和；1為微電網(wǎng)濾波器的投資費(fèi)用，且有[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種微電網(wǎng)濾波器的優(yōu)化配置方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟: 步驟1:建立微電網(wǎng)濾波器優(yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)； 步驟2:確定微電網(wǎng)濾波器優(yōu)化配置約束條件； 步驟3:采用自適應(yīng)遺傳算法和差分進(jìn)化算法對(duì)微電網(wǎng)濾波器進(jìn)行優(yōu)化配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)濾波器的優(yōu)化配置方法，其特征在于:所述步驟I中，以濾除諧波的費(fèi)用最小為目標(biāo)建立微電網(wǎng)濾波器的優(yōu)化配置目標(biāo)函數(shù)，有:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)濾波器的優(yōu)化配置方法，其特征在于:所述步驟2中，約束條件包括無(wú)功功率約束、狀態(tài)變量約束和控制變量約束。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微電網(wǎng)濾波器的優(yōu)化配置方法，其特征在于:所述無(wú)功功率約束如下:
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微電網(wǎng)濾波器的優(yōu)化配置方法，其特征在于:所述狀態(tài)變量約束中，狀態(tài)變量包括各節(jié)點(diǎn)的電壓有效值Un、電壓總諧波畸變率THDu和各次諧波電壓含有率HRUh;且滿足
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微電網(wǎng)濾波器的優(yōu)化配置方法，其特征在于:所述控制變量約束中，控制變量包括無(wú)源濾波器的調(diào)諧次數(shù)、品質(zhì)因數(shù)(^_和電容大小Clu.，以及有源濾波器的各次諧波吸收系數(shù)ato，且henj e (3，5，7，9，11，1，15)，25 ( qnJ ( 60，cnJ根據(jù)節(jié)點(diǎn)η的所需的無(wú)功補(bǔ)償容量來(lái)確定，O < ato < I。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電網(wǎng)濾波器的優(yōu)化配置方法，其特征在于:所述步驟3包括以下步驟: 步驟3-1:將分布式電源分為PQ節(jié)點(diǎn)和PV節(jié)點(diǎn)； 步驟3-2:輸入微電網(wǎng)的參數(shù)，并通過(guò)給定的狀態(tài)變量約束和遺傳算法中有關(guān)參數(shù)，得到微電網(wǎng)初始狀態(tài)的諧波參數(shù)和網(wǎng)損； 微電網(wǎng)的參數(shù)包括微電網(wǎng)各元件參數(shù)和各諧波源電流值，微電網(wǎng)各元件參數(shù)包括總節(jié)點(diǎn)數(shù)、線路參數(shù)、負(fù)荷參數(shù)和變壓器參數(shù)，各諧波源電流值包括分布式電源電流值和各種非線性負(fù)荷電流值； 遺傳算法中有關(guān)參數(shù)包括種群個(gè)數(shù)pop、差分因子F、變異率最大值Pml和最小值Pm2 ； 微電網(wǎng)初始狀態(tài)的諧波參數(shù)包括各節(jié)點(diǎn)諧波幅值、相位，各節(jié)點(diǎn)各次電壓諧波畸變率、電壓總諧波畸變率以及網(wǎng)損； 步驟3-3:隨機(jī)生成pop個(gè)個(gè)體組成初始種群；每個(gè)個(gè)體由無(wú)源濾波器參數(shù)和有源濾波器參數(shù)兩部分組成，其參數(shù)列X表示為X= [Xp, Xa];其中，Xp為無(wú)源濾波器參數(shù)列，Xa為有源濾波器參數(shù)列； 假設(shè)共有 M 個(gè)安裝節(jié)點(diǎn)，那么
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微電網(wǎng)濾波器的優(yōu)化配置方法，其特征在于:所述步驟3-5中，用直接比較法計(jì)算違反約束個(gè)體的度量值；有:

【文檔編號(hào)】H02J3/01GK103972892SQ201410157694
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】呂志鵬, 盛萬(wàn)興, 劉海濤, 李蕊, 劉嵐, 吳鳴, 俞勤政, 唐亞迪, 徐永海, 陶順 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院, 華北電力大學(xué), 國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司