主動(dòng)配電網(wǎng)諧波源定位分析方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種主動(dòng)配電網(wǎng)諧波源定位分析方法，包含以下內(nèi)容，首先，根據(jù)主動(dòng)配電網(wǎng)的特點(diǎn)，獲取網(wǎng)絡(luò)參數(shù)以及各種基波和諧波量測(cè)數(shù)據(jù)；然后，通過(guò)基波和諧波狀態(tài)估計(jì)方法計(jì)算出主動(dòng)配電網(wǎng)所有節(jié)點(diǎn)的基波和各次諧波電壓；接著，根據(jù)各支路兩端節(jié)點(diǎn)的基波和各次諧波電壓及其支路參數(shù)，分別計(jì)算出主動(dòng)配電網(wǎng)所有支路的基波和各次諧波電流；最后，通過(guò)支路電流與節(jié)點(diǎn)注入電流的關(guān)系公式計(jì)算出各節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)注入基波電流和各次諧波電流，并進(jìn)一步計(jì)算出主動(dòng)配電網(wǎng)所有節(jié)點(diǎn)的電流總諧波畸變率分布情況，便可準(zhǔn)確定位各諧波源分布的位置和分析其特性。本發(fā)明具有對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)多諧波源定位準(zhǔn)確、計(jì)算過(guò)程清晰、易于編程等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】主動(dòng)配電網(wǎng)諧波源定位分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)分析與計(jì)算領(lǐng)域，具體涉及一種主動(dòng)配電網(wǎng)諧波源定位分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]諧波源定位技術(shù)是諧波研究領(lǐng)域的重要分支，是了解主動(dòng)配電網(wǎng)諧波源分布特性和進(jìn)行諧波治理的關(guān)鍵技術(shù)，可計(jì)算出諧波源的準(zhǔn)確位置及其關(guān)鍵的諧波指標(biāo)，進(jìn)而提出抑制諧波的有效措施。隨著主動(dòng)配電網(wǎng)(ADN)技術(shù)迅速發(fā)展和生活水平不斷提高，大量的分布式電源(DG)和非線性負(fù)載接入主動(dòng)配電網(wǎng)。而這些非線性負(fù)載和帶有大量電力電子器件的分布式電源接入主動(dòng)配電網(wǎng)，必將給主動(dòng)配電網(wǎng)的電能質(zhì)量帶來(lái)新的問題和挑戰(zhàn)。在主動(dòng)配電網(wǎng)快速發(fā)展的背景下，諧波源定位技術(shù)是對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)進(jìn)行諧波治理的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，是分析主動(dòng)配電網(wǎng)中諧波源分布和特性的有效手段，有利于快速有效的實(shí)現(xiàn)諧波治理及改善電能質(zhì)量。因此，研究主動(dòng)配電網(wǎng)多諧波源定位分析方法對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用具有重要意義。本發(fā)明從諧波源定位分析方法著手，提出一種主動(dòng)配電網(wǎng)諧波源定位分析方法，給主動(dòng)配電網(wǎng)中的多諧波源定位和治理提供一種有效的技術(shù)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種主動(dòng)配電網(wǎng)諧波源定位分析方法，該方法能夠準(zhǔn)確定位主動(dòng)配電網(wǎng)中的多諧波源位置，對(duì)研究主動(dòng)配電網(wǎng)中各諧波源的特性和分布及其有效治理具有重要作用，從根本上解決了主動(dòng)配電網(wǎng)中多諧波源準(zhǔn)確定位的難題，極大提高了多諧波源定位的準(zhǔn)確性和對(duì)其進(jìn)行有效分析和治理的效率，具有對(duì)主動(dòng)配電網(wǎng)多諧波源定位準(zhǔn)確、計(jì)算過(guò)程清晰、易于編程等特點(diǎn)。
[0004]技術(shù)方案:為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種主動(dòng)配電網(wǎng)諧波源定位分析方法，該方法包括以下步驟:
[0005]步驟A、獲取主動(dòng)配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)以及各種基波和諧波量測(cè)數(shù)據(jù)，包括主動(dòng)配電網(wǎng)總節(jié)點(diǎn)數(shù)，總支路數(shù)，節(jié)點(diǎn)序號(hào)，支路序號(hào)，獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)，獨(dú)立支路數(shù)，聯(lián)絡(luò)支路數(shù)，環(huán)網(wǎng)個(gè)數(shù)，參考節(jié)點(diǎn)，平衡節(jié)點(diǎn)，支路阻抗，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，基波量測(cè)數(shù)據(jù)，以及各次諧波量測(cè)數(shù)據(jù)，如針對(duì)具有N個(gè)節(jié)點(diǎn)、K個(gè)環(huán)網(wǎng)和含M個(gè)分布式電源的主動(dòng)配電網(wǎng)，假設(shè)首節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)和平衡節(jié)點(diǎn)，則主動(dòng)配電網(wǎng)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)為η = Ν-1,獨(dú)立支路數(shù)即樹支數(shù)為c = η,聯(lián)絡(luò)支路數(shù)即連支數(shù)為d = K,總支路數(shù)為b = c+d ；
[0006]步驟B、通過(guò)常規(guī)基波和諧波狀態(tài)估計(jì)方法計(jì)算出主動(dòng)配電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的基波電壓
KU和各次諧波電壓，其中，為節(jié)點(diǎn)i的基波電壓，K"力節(jié)點(diǎn)i的第h次諧波電壓，
h為諧波次數(shù)，i為節(jié)點(diǎn)序號(hào)，i = l,2,..., η, η為主動(dòng)配電網(wǎng)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù),上標(biāo)“(I) ”表示基波分量，上標(biāo)“ (h) ”表示第h次諧波分量；[0007]步驟C、根據(jù)公式
【權(quán)利要求】
1.一種主動(dòng)配電網(wǎng)諧波源定位分析方法，其特征是該方法包括以下步驟: 步驟A、獲取主動(dòng)配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)以及各種基波和諧波量測(cè)數(shù)據(jù)，如針對(duì)具有N個(gè)節(jié)點(diǎn)、K個(gè)環(huán)網(wǎng)和含M個(gè)分布式電源的主動(dòng)配電網(wǎng)，假設(shè)首節(jié)點(diǎn)作為參考節(jié)點(diǎn)和平衡節(jié)點(diǎn)，則主動(dòng)配電網(wǎng)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)為η = Ν-1，獨(dú)立支路數(shù)即樹支數(shù)為c = η，聯(lián)絡(luò)支路數(shù)即連支數(shù)為d = K,總支路數(shù)為b = c+d ； 步驟B、通過(guò)常規(guī)基波和諧波狀態(tài)估計(jì)方法計(jì)算出主動(dòng)配電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的基波電壓I"和各次諧波電壓Kw，其中K ”力節(jié)點(diǎn)i的基波電壓，為節(jié)點(diǎn)i的第h次諧波電壓，h為諧波次數(shù)，i為節(jié)點(diǎn)序號(hào)，1 = 1,2,..., η, η為主動(dòng)配電網(wǎng)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù),上標(biāo)“(I) ”表示基波分量，上標(biāo)“ (h) ”表示第h次諧波分量；

!><!)_ ΤΧ1?Vih) -V{h) 步驟C、根據(jù)公式^ ='':和/巴=J (/?) 1計(jì)算主動(dòng)配電網(wǎng)各支路的基波電流
^b,rr片)和各次諧波電流^}，其中，#丨和I分別為主動(dòng)配電網(wǎng)支路r的基波電流和第h次諧波電流，和分別為主動(dòng)配電網(wǎng)支路r的基波阻抗和第h次諧波阻抗，和^(1>分別為主動(dòng)配電網(wǎng)支路r的首端節(jié)點(diǎn)j和末端節(jié)點(diǎn)i的基波電壓，和巧分別為主動(dòng)配電網(wǎng)支路r的首端節(jié)點(diǎn)j和末端節(jié)點(diǎn)i的第h次諧波電壓，j和i分別為支路r的首端節(jié)點(diǎn)和末端節(jié)點(diǎn)序號(hào)，r為支路序號(hào)，j、i = l,2,…，n, r = 1，2，…，b ; 步驟D、根據(jù)公式I(al) = At (/?1 - B11 /[*>)和I，= A1 (/<Λ) - βττ/[Λ>)計(jì)算主動(dòng)配電網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)注入基波電流U和各次諧波電流C，其中，O和^分別為主動(dòng)配電網(wǎng)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)i的節(jié)點(diǎn)注入基波電流和第h次諧波電流，為由各獨(dú)立節(jié)點(diǎn)i注入基波電流#組成的nX I階相量矩陣，即C 二吧,#1]，…,^..，/；；!^，I,為由各獨(dú)立節(jié)點(diǎn)i注入第h次諧波電流C組成的nXl階相量矩陣，即Ο = #?,#,…巧,…,/,巧]1'，i = 1，2，…，n，i表示節(jié)點(diǎn)序號(hào)，η為主動(dòng)配電網(wǎng)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)，/丨”為由各樹支t基波電流疔丨組成的cX I階相量矩陣，即# 二哎!,#,…,^,…,C]T，為由各樹支t第h次諧波電流屯>組成的cXl階相量矩陣，即C=[4:?，切，……,把]T，t = l,2,-,c, t表示樹支序號(hào)，c為主動(dòng)配電網(wǎng)樹支數(shù)，且有c = n, /f為由各連支I基波電流組成的dX I階相量矩陣，SP =[#, #,...,#,...,Cf，#為由各連支I第h次諧波電流^組成的dX I階相量矩陣，即C...,/[?,...,0]T，I = 1，2，...，(!，I表示連支序號(hào)，d為主動(dòng)配電網(wǎng)連支數(shù)，At為表示節(jié)點(diǎn)和樹支關(guān)聯(lián)關(guān)系的nXc階關(guān)聯(lián)子矩陣，Bj1為矩陣Bt的轉(zhuǎn)置矩陣，Bt為表示回路和樹支關(guān)聯(lián)關(guān)系的dXc階關(guān)聯(lián)子矩陣；步驟E、根據(jù)不同諧波次數(shù)h，重復(fù)步驟B、步驟C和步驟D即可求出主動(dòng)配電網(wǎng)所有節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)注入全部諧波電流，并計(jì)算出各諧波源向主動(dòng)配電網(wǎng)輸入的各次諧波電流為，其中i㈧力各諧波源向主動(dòng)配電網(wǎng)輸入的第h次諧波電流，i為諧波源節(jié)點(diǎn)序號(hào)，i = 1，2，…，η ; 步驟F、根據(jù)電流總諧波畸變率THD的計(jì)算公式
2.如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)配電網(wǎng)諧波源定位分析方法，其特征在于，步驟A中所述主動(dòng)配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)以及各種基波和諧波量測(cè)數(shù)據(jù)包括主動(dòng)配電網(wǎng)總節(jié)點(diǎn)數(shù)，總支路數(shù)，節(jié)點(diǎn)序號(hào)，支路序號(hào)，獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)，獨(dú)立支路數(shù)，聯(lián)絡(luò)支路數(shù)，環(huán)網(wǎng)個(gè)數(shù)，參考節(jié)點(diǎn)，平衡節(jié)點(diǎn)，支路阻抗，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，基波量測(cè)數(shù)據(jù)，以及各次諧波量測(cè)數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的主動(dòng)配電網(wǎng)諧波源定位分析方法，其特征在于，在主動(dòng)配電網(wǎng)的連通圖中選定一棵數(shù)，對(duì)支路的排序次序做適當(dāng)調(diào)整，把c條樹支放在前面，d條連支放在后面，則有主動(dòng)配電網(wǎng)的節(jié)-支關(guān)聯(lián)矩陣A= [AT AJ，主動(dòng)配電網(wǎng)的回-支關(guān)聯(lián)矩陣B =[Bt BJ，A為nXb階節(jié)-支關(guān)聯(lián)矩陣，B為dXb階回-支關(guān)聯(lián)矩陣，其中，At為表示節(jié)點(diǎn)和樹支關(guān)聯(lián)關(guān)系的nX c階關(guān)聯(lián)子矩陣，為表示節(jié)點(diǎn)和連支關(guān)聯(lián)關(guān)系的nX d階關(guān)聯(lián)子矩陣，Bt為表不回路和樹支關(guān)聯(lián)關(guān)系的dX c階關(guān)聯(lián)子矩陣，Blj為表不回路和連支關(guān)聯(lián)關(guān)系的dX d階關(guān)聯(lián)子矩陣，且4是一個(gè)dXd階的單位矩陣，η為主動(dòng)配電網(wǎng)獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)，c為主動(dòng)配電網(wǎng)樹支數(shù)，且有c = n, d為主動(dòng)配電網(wǎng)連支數(shù)，b為主動(dòng)配電網(wǎng)總支路數(shù),且有b = c+d。
【文檔編號(hào)】G01R23/16GK103983851SQ201410220438
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】楊雄, 衛(wèi)志農(nóng), 孫國(guó)強(qiáng), 孫永輝 申請(qǐng)人:河海大學(xué)