一种主动式配电网高频谐波潮流的计算方法与流程

技术特征：

1.一种主动式配电网高频谐波潮流的计算方法，其特征在于，包括：

1)确定主动式配电网的拓扑结构和各元器件的参数，得到各元器件的高频谐波阻抗模型；

2)将主动式配电网高频背景谐波的高频谐波等效模型用谐波电压源表示，将电压源型并网逆变器的高频谐波等效模型用一个受控谐波电压源和逆变器等效谐波阻抗串联表示，将电流源型并网逆变器的高频谐波等效模型用一个受控谐波电流源和逆变器等效谐波阻抗并联表示；

3)分别计算主动式配电网中，背景谐波电压源单独作用时、受控谐波电压源单独作用时和受控谐波电流源单独作用时，主动式配电网拟计算结点的谐波电压；

4)利用叠加定理将背景谐波电压源单独作用时、受控谐波电压源单独作用时和受控谐波电流源单独作用时，得到的谐波电压相加，得到拟计算结点的高频谐波潮流。

2.根据权利要求1所述的一种主动式配电网高频谐波潮流的计算方法，其特征在于：在利用叠加定理时，受控谐波电压源和受控谐波电流源需要考虑其单独作用的情况；若受控谐波电压源或者受控谐波电流源不作用时，则受控谐波电压源和受控谐波电流源都作断路处理。

3.根据权利要求1所述的一种主动式配电网高频谐波潮流的计算方法，其特征在于：所述受控谐波电压源表示为：

其中，u_dc为电压源型并网逆变器的直流侧电压，f_k为开关频率，k为调制比；

所述受控谐波电流源表示为：

其中，i_dc为电流源型并网逆变器的直流侧电流，f_k为开关频率，k为调制比。

4.根据权利要求1所述的一种主动式配电网高频谐波潮流的计算方法，其特征在于：所述元器件包括配电变压器，所述配电变压器的高频谐波阻抗模型表示为：

$Z_T^h=R_T^h+{\mathrm{jX}}_T^h=\sqrt{h}{R}_T^1+{\mathrm{jhX}}_T^1$

其中，h为主动式配电网的高频谐波次数，为配电变压器的h次谐波阻抗，为配电变压器的基波阻抗。

5.根据权利要求1所述的一种主动式配电网高频谐波潮流的计算方法，其特征在于：所述元器件包配电线路，所述配电线路的高频谐波阻抗模型表示为：

$Z_l^h=R_l^h+{\mathrm{jX}}_l^h=\sqrt{h}{R}_l^1+{\mathrm{jhX}}_l^1$

$Y_l^h={\mathrm{hY}}_l^1$

其中，h为主动式配电网的高频谐波次数，为配电线路的h次谐波阻抗，为配电线路的基波阻抗，Y_l^h为配电线路的h次谐波导纳，Y_l¹为配电线路的基波导纳。

6.根据权利要求1所述的一种主动式配电网高频谐波潮流的计算方法，其特征在于：所述元器件包线性负荷，当主动式配电网存在高频谐波时，所述线性负荷的高频谐波阻抗模型表示为：

$Y_h=\frac{1}{R_h}-j\frac{1}{X_h}=\frac{1}{R_h}-jh\frac{1}{X_1}$

其中，h为主动式配电网的高频谐波次数，Y_h为线性负荷的h次谐波导纳，R_h为线性负荷并联电阻的h次谐波阻抗，X_h为线性负荷并联电抗的h次谐波阻抗，X₁为线性负荷并联电抗的基波阻抗。

7.根据权利要求1至6任一所述的一种主动式配电网高频谐波潮流的计算方法，其特征在于：所述主动式配电网结构，包括：形成高频背景谐波的上级电源，上级电源连接配电变压器的一次侧，所述配电变压器的二次侧连接配电线路，配电线路的输出端连接线性负荷、包含电压源型并网逆变器的非线性负荷以及包含电流源型并网逆变器的非线性负荷，所述拟计算结点设置在配电线路的输出端。

8.根据权利要求7所述的一种主动式配电网高频谐波潮流的计算方法，其特征在于：所述背景谐波电压源单独作用时，所述拟计算结点的谐波电压为：

${\stackrel{\·}{U_{h,1}}}^{\′}=\stackrel{\·}{U_h}\frac{\frac{1}{{Y_h}^{\′}}}{\frac{1}{{Y_h}^{\′}}+{\mathrm{jX}}_S^{h^{\′}}+Z_T^{h^{\′}}+Z_l^{h^{\′}}}$

其中，为背景谐波电压源的电压，Y_h′为折算到配电变压器一次侧的线性负荷的h次谐波导纳，为配电变压器一次侧主动式配电网系统h次谐波阻抗，为折算到配电变压器一次侧的h次配电变压器谐波阻抗，为折算到配电变压器一次侧的配电线路h次谐波阻抗。

9.根据权利要求7所述的一种主动式配电网高频谐波潮流的计算方法，其特征在于：所述受控谐波电压源单独作用时，所述拟计算结点的谐波电压为：

${\stackrel{\·}{U_{h,1}}}^{\′\′}=\stackrel{\·}{U_L^h}\frac{\frac{1}{Y_h}\left|\right|({\mathrm{jX}}_S^h+Z_T^h+Z_l^h)}{\[\frac{1}{Y_h}\left|\right|({\mathrm{jX}}_S^h+Z_T^h+Z_l^h)\]+Z_L^h}$

其中，为受控谐波电压的电压，Y_h为折算到配电变压器二次侧的线性负荷h次谐波导纳，为折算到配电变压器二次侧的主动式配电网系统h次谐波阻抗，为折算到配电变压器二次侧的h次配电变压器谐波阻抗，为配电变压器二次侧的配电线路h次谐波阻抗，为配电变压器二次侧的电压源型并网逆变器等效h次谐波阻抗。

10.根据权利要求7所述的一种主动式配电网高频谐波潮流的计算方法，其特征在于：所述受控谐波电流源单独作用，所述拟计算结点的谐波电压为：

${\stackrel{\·}{U_{h,1}}}^{\′\′\′}=\stackrel{\·}{I_L^h}{Z}_L^h\frac{\frac{1}{Y_h}\left|\right|({\mathrm{jX}}_S^h+Z_T^h+Z_l^h)}{\[\frac{1}{Y_h}\left|\right|({\mathrm{jX}}_S^h+Z_T^h+Z_l^h)\]+Z_L^h}$

其中，为受控谐波电流源的电流，Y_h为折算到配电变压器二次侧的线性负荷h次谐波导纳，为折算到配电变压器二次侧的主动式配电网系统h次谐波阻抗，为折算到配电变压器二次侧的h次配电变压器谐波阻抗，为配电变压器二次侧的配电线路h次谐波阻抗，为配电变压器二次侧的电流源型并网逆变器等效h次谐波阻抗。