一種應(yīng)用于主動(dòng)配電網(wǎng)的諧波源定位和諧波責(zé)任劃分方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于主動(dòng)配電網(wǎng)的諧波源定位 和諧波責(zé)任劃分方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著配電網(wǎng)中大量分布式電源（Distributed Generation，DG)、微電網(wǎng)的接入，主 動(dòng)配電網(wǎng)（Active Distribution Network，ADN)技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生 能源間歇性和隨機(jī)性的特性，不僅發(fā)電量存在不確定性和波動(dòng)性，而且通過(guò)電力電子控制 裝置接入電網(wǎng)的可再生能源，將會(huì)產(chǎn)生大量諧波；隨著配電網(wǎng)中DG的增多，將導(dǎo)致配電網(wǎng) 電能質(zhì)量的進(jìn)一步惡化。這種情況下，"獎(jiǎng)懲性措施"的實(shí)施更加困難。為了給諧波治理和 實(shí)施"獎(jiǎng)懲性措施"提供可靠依據(jù)，ADN中諧波源定位和諧波責(zé)任定量劃分成為電網(wǎng)公司一 項(xiàng)重要的工作內(nèi)容，是一個(gè)值得深入研宄的課題。
[0003]目前諧波定位的方法主要從兩個(gè)層面出發(fā)：基于功率潮流的檢測(cè)方法和基于諧波 阻抗的檢測(cè)方法?；诠β食绷鞯臋z測(cè)方法主要采用有功功率方向法和無(wú)功功率方向法以 及無(wú)功功率變化法等，但是，由于某些諧波源能吸收諧波功率，這些方法的準(zhǔn)確性一般難以 保證?；谥C波阻抗的檢測(cè)方法是從測(cè)量用戶(hù)和系統(tǒng)側(cè)的諧波阻抗入手，基于非線(xiàn)性元件 導(dǎo)致電壓和電流波形畸變，從而出現(xiàn)高次諧波的原理，提出了參數(shù)辨識(shí)法、最小二乘系統(tǒng)辨 識(shí)法等方法。由于ADN中含有大量DG和非線(xiàn)性負(fù)荷，功率具有雙向流動(dòng)的特點(diǎn)，基于諧波 功率的辨識(shí)法可能失效。
[0004] 關(guān)于諧波責(zé)任劃分方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研宄都立足于用戶(hù)和供電方的共同責(zé)任， 旨在分清公共親合點(diǎn)（point common coupling，PCC)兩側(cè)的諧波責(zé)任，但是大量事實(shí)證明， 配電網(wǎng)中存在不止一個(gè)非線(xiàn)性負(fù)荷，因此，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓波形畸變并不僅僅由一個(gè)非線(xiàn) 性負(fù)荷引起，而是由配電網(wǎng)中所有非線(xiàn)性負(fù)荷共同作用的結(jié)果。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者在多個(gè) 諧波源的諧波責(zé)任定量劃分方面一般以諧波源注入的諧波電流各自在PCC點(diǎn)所引起的諧 波電壓降作為劃分依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種應(yīng)用于主動(dòng)配電網(wǎng)的諧波源定 位和諧波責(zé)任劃分方法，旨在為主動(dòng)配電網(wǎng)中有效實(shí)施獎(jiǎng)懲性方案，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)配電網(wǎng)的最 優(yōu)運(yùn)行提供指導(dǎo)。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種應(yīng)用于主動(dòng)配電網(wǎng)的諧波源定位和諧波責(zé)任劃分方法，包括以下步驟：
[0008] 步驟1、采集公共耦合點(diǎn)處的電壓和電流；
[0009] 步驟2、繪制等效阻抗的時(shí)域曲線(xiàn)并獲得諧波源位置；
[0010] 步驟3、獲取求諧波阻抗所需數(shù)據(jù)；
[0011] 步驟4、計(jì)算關(guān)注母線(xiàn)與各個(gè)諧波源間的諧波互阻抗；
[0012] 步驟5、定量劃分諧波責(zé)任。
[0013] 而且，所述步驟1采集公共耦合點(diǎn)處的電壓和電流的方法為：至少采集一個(gè)周期， 采樣間隔時(shí)間取1%個(gè)周期。
[0014] 而且，所述步驟2繪制等效阻抗的時(shí)域曲線(xiàn)并獲得諧波源位置的方法為：利用步 驟1獲得的數(shù)據(jù)，帶入下式獲得一周期內(nèi)分布式電源負(fù)荷的等效阻抗：
[0016] 然后利用上述數(shù)據(jù)繪制等效阻抗的時(shí)域曲線(xiàn)并獲得諧波源位置。
[0017] 而且，所述步驟3獲取求諧波阻抗所需數(shù)據(jù)的方法為：在獲得諧波源位置后，通過(guò) 傅里葉變換獲得諧波源處各次諧波的電壓和電流，在一天的時(shí)間范圍內(nèi)選取不同時(shí)間節(jié)點(diǎn) 的諧波源諧波電流和關(guān)注母線(xiàn)m處的諧波電壓，計(jì)算諧波互阻抗。
[0018] 而且，所述步驟4計(jì)算關(guān)注母線(xiàn)與各個(gè)諧波源間的諧波互阻抗的方法為：將步驟3 所得數(shù)據(jù)帶入下式，計(jì)算關(guān)注母線(xiàn)與諧波源間的諧波互阻抗：
[0020] 而且，所述步驟5定量劃分諧波責(zé)任的方法為：利用步驟3獲得的諧波源上的諧波 電流與步驟4獲得的關(guān)注母線(xiàn)與諧波源間的諧波互阻抗，帶入下式獲得各個(gè)諧波源對(duì)關(guān)注 母線(xiàn)的諧波貢獻(xiàn)，定量劃分諧波責(zé)任：
[0021] Umi%= ll^/UjXlOO%。
[0022] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：
[0023] 本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，通過(guò)建立負(fù)荷時(shí)域等值模型，利用公共耦合點(diǎn)上電壓、電流的物 理關(guān)系，采用參數(shù)辨識(shí)法定位主動(dòng)配電網(wǎng)中的諧波源；其通過(guò)分析主動(dòng)配電網(wǎng)中所有諧波 源共同作用的母線(xiàn)諧波電壓，并計(jì)算該母線(xiàn)與諧波源所在節(jié)點(diǎn)間的諧波互阻抗（自阻抗） 而確認(rèn)各個(gè)諧波源的貢獻(xiàn)，從而利用諧波貢獻(xiàn)法定量劃分各個(gè)諧波源的責(zé)任。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1是本發(fā)明實(shí)施的具體操作流程示意圖；
[0025] 圖2是本發(fā)明實(shí)施算例所使用的18節(jié)點(diǎn)主動(dòng)配電網(wǎng)模型；
[0026] 圖3a是節(jié)點(diǎn)3處電阻的時(shí)域變化曲線(xiàn)；
[0027] 圖3b是節(jié)點(diǎn)3處電感的時(shí)域變化曲線(xiàn)；
[0028] 圖4a是節(jié)點(diǎn)6處電阻的時(shí)域變化曲線(xiàn)；
[0029] 圖4b是節(jié)點(diǎn)6處電感的時(shí)域變化曲線(xiàn)；
[0030] 圖5a是節(jié)點(diǎn)10處電阻的時(shí)域變化曲線(xiàn)；
[0031] 圖5b是節(jié)點(diǎn)10處電感的時(shí)域變化曲線(xiàn)。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步詳述：
[0033] -種應(yīng)用于主動(dòng)配電網(wǎng)的諧波源定位和諧波責(zé)任劃分方法，忽略主動(dòng)配電網(wǎng)中功 率雙向流動(dòng)等特點(diǎn)，利用諧波源等效阻抗隨時(shí)間發(fā)生周期性變化這一特征定位諧波源，再 通過(guò)計(jì)算各個(gè)諧波源在指定母線(xiàn)上的諧波貢獻(xiàn)定量劃分諧波責(zé)任。如圖1所示，包括以下 步驟：
[0034] 步驟1、獲取公共耦合點(diǎn)電壓電流：
[0035] 采集公共耦合點(diǎn)處的電壓和電流，如表1所示，至少采集一個(gè)周期，采樣間隔時(shí)間 可取為1%個(gè)周期，采樣間隔越短，精度越高，但需要的計(jì)算量也隨之增加，因此可以按照需 要自行選擇。
[0036]表1公共耦合點(diǎn)電壓電流采集
[0038] 步驟2、繪制等效阻抗的時(shí)域曲線(xiàn)：
[0039] 利用步驟一獲得的數(shù)據(jù)，帶入公式（1)(此處默認(rèn)為是阻感負(fù)荷），可以獲得一周 期內(nèi)負(fù)荷（D