一种微网中重要节点电能质量治理方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种微网中重要节点电能质量治理方法，属于分布式发电供能系统电 能质量治理领域。
【背景技术】
[0002] 由于微网本身就是一个含有电力电子接口的拓扑架构，加上现代工业中非线性和 不平衡负荷的比重增大，该些非线性负载向微网内注入了大量谐波电流。而微网中普遍电 压等级低，导致线路基本呈阻性，线路阻抗大的特点。该些非线性负载谐波电流的注入，经 过传输线路的谐波阻抗损耗，对其他节点势必造成谐波电压，该样导致敏感负荷所在的重 要节点供电电压质量就得不到保证。
[0003] 微网电能质量治理的方法主要分为两种；一是在微网中使用配置电能质量治理装 置对电能质量问题进行被动治理，如有源电力滤波器（activepowerfilter,AP巧、静止动 态无功补偿器（StaticVarCompensator,SVC)、静止无功发生器（StaticVarGenerator， SVG)、统一电能质量调节器（UnifiedPowerQualityConditioner,UPQC)等；二是从微电 源控制策略出发主动提高电能质量。而为了解决上文中所提到由于谐波电流注入和低压微 网线路阻抗所造成的重要节点谐波电压该一问题，APF设备的配置或者采用具有APF功能 的并网逆变器被普遍采用作为电能质量补偿装置。
[0004] 当补偿设备由于条件关系不能安装在关键节点处，或者不能安装在每个关键节点 处时，传统APF在负载侧就地补偿的工作方式将不再适用。为了解决微网中重要节点能电 能质量补偿的问题，电能质量补偿设备的加入不再是单纯治理当地的电能质量问题，也需 要对远端重要节点的电能质量进行治理。所W补偿设备在微网中的优化配置问题成为国内 外众多学者的热口研究课题。赤木泰文最初提出电能质量补偿装置应该安装在母线的末端 能更好的解决母线的电能质量问题，但是指出安装在母线某段只是适用于简单的网络，针 对复杂的拓扑结构，该个结论不再适用。通过电网阻抗特定，根据建立电网的电压电流转移 矩阵去选取电能质量补偿装置的最优安装节点，但是通过该种方法只能选取局部最优解讨 论了微网中重要节点的远端控制方法，通过"捜索法"给出了最优指令值，但是并未给出最 优安装节点的讨论方法。通过对每个节点的安装情况进行讨论得到最优节点位置，但是每 台APF工作在就地补偿模式。国内帅智康等人建立了混合有源电力滤波器在电力系统应用 时的谐波治理目标函数。
【发明内容】
[0005] 发明目的；为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种微网中重要节点电 能质量治理方法，该方法能够得到微网中电能质量补偿装置的合理安装位置，确保重要节 点的电能质量。
[0006] 技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
[0007] 一种微网中重要节点电能质量治理方法，对微网的多节点单重要问题模型进行分 析，当出现多节点多重要节点问题时，建立数学模型，并采用分解算法将该数学模型分解为 子问题和主问题，通过子问题求解得到补偿装置最优补偿电流，通过主问题求解得到补偿 装置最优安装位置，通过子问题和主问题反复求解迭代得到最优的补偿装置配置方案；该 方法的具体实现过程为：
[000引 （1)记重要节点的个数为R，可安装补偿装置的节点总数为N，给k赋初值，使k= 1;
[0009] 似当补偿装置安装在第k个节点时诺诚么则进入步骤做；否则抛弃 该节点，进入步骤（7);其中，表示第k个节点为安装点时补偿装置需要提供的补偿电流 值，Imai表示补偿装置能够提供的补偿电流最大值；
[0010] 做对于每一个重要节点，计算第r个重要节点的谐波电压崎变率n?济将 补偿装置安装在第k个节点时谐波电流引起的总线路损耗Piw,k;若所有重要节点均满足 nTHDt<n目标和Pl。,,k<Pl。ss，。ld，则进入步骤（4);否则抛弃该节点，进入步骤（7);其中，n目标表 示国家标准规定允许的谐波电压崎变率，Pi。,,,Did表示采用补偿装置前谐波电流引起的线路 损耗；
[0011] (4)若Ie,k<Imi。成么则进入步骤（5);否则抛弃该节点，进入步骤（7);其中，Imi。 表示可W选取的最小补偿电流值，初始时，Imi。取值为第一个进入步骤（4)的I值；
[001引 妨Im化=Ic，k,K=k，进入步骤化）；
[0013] (6)若k=N，确定第K个节点为补偿装置的安装位置，计算结束；否则进入步骤 (7)；
[0014] (7)若k=N，确定第K个节点为补偿装置的安装位置，计算结束；否则k=k+1， 返回步骤（2);
[001引其中步骤（4)~做属于主问题的求解，其他步骤属于子问题的求解。
[0016] 具体的，相关参量的计算方法如下：
[0017] ①第k个节点为安装点时补偿装置需要提供的补偿电流值It,k;
[001 引
【主权项】
1. 一种微网中重要节点电能质量治理方法，其特征在于：对微网的多节点单重要问题 模型进行分析，当出现多节点多重要节点问题时，建立数学模型，并采用分解算法将该数学 模型分解为子问题和主问题，通过子问题求解得到补偿装置最优补偿电流，通过主问题求 解得到补偿装置最优安装位置，通过子问题和主问题反复求解迭代得到最优的补偿装置配 置方案；该方法的具体实现过程为： (1)记重要节点的个数为R，可安装补偿装置的节点总数为N，给k赋初值，使k = 1 ; ⑵当补偿装置安装在第k个节点时：若Ic^Imax成立，则进入步骤⑶；否则抛弃该节 点，进入步骤（7);其中，Ica表示第k个节点为安装点时补偿装置需要提供的补偿电流值， 1_表示补偿装置能够提供的补偿电流最大值； (3) 对于每一个重要节点，计算第r个重要节点的谐波电压畸变率η 和将补偿装置 安装在第k个节点时谐波电流引起的总线路损耗Pltjssk;若所有重要节点均满足n THD/ n a 标和？1(^<?1(^。1(1，则进入步骤（4);否则抛弃该节点，进入步骤（7);其中，1^标表示国家标 准规定允许的谐波电压畸变率，P ltjs^ld表示采用补偿装置前谐波电流引起的线路损耗； (4) 若I JImin成立，则进入步骤（5);否则抛弃该节点，进入步骤（7);其中，Imin表示 可以选取的最小补偿电流值，初始时，Imin取值为第一个进入步骤（4)的I u值； (5) Imin= I 0，K = k，进入步骤（6); (6) 若k = N，确定第K个节点为补偿装置的安装位置，计算结束；否则进入步骤（7); (7) 若k = N，确定第K个节点为补偿装置的安装位置，计算结束；否则k = k+Ι，返回 步骤（2); 其中步骤（4)~（6)属于主问题的求解，其他步骤属于子问题的求解。
2. 根据权利要求1所述的微网中重要节点电能质量治理方法，其特征在于：相关参量 的计算方法如下： ① 第k个节点为安装点时补偿装置需要提供的补偿电流值Ica:
其中，Ig表示第r个重要节点需要注入的补偿电流值，(^表示第r个重要节点的权重， C1?满足：
② 第r个重要节点的谐波电压畸变率n THIte:
其中，H表示含有的谐波最高次数，Z?表示第i个节点与与之相连的前一个节点之间线 路的h次谐波线路阻抗，表示第k个节点处的h次谐波电流值，< 表示微网并网变压器 处的h次谐波电压，?/,1表示第r个重要节点的基波电压； ③将补偿装置安装在第k个节点时谐波电流引起的总线路损耗Pltjssk:
其中，Ri表示第i个节点与与之相连的前一个节点之间线路的线路电阻，巧第j个节 点处的h次谐波电流值，表示第j个节点处的h次谐波补偿电流值。
【专利摘要】本发明公开了一种微网中重要节点电能质量治理方法，在两节点及多节点单重要问题模型建立和分析的理论基础上，通过数学规划模型将电能质量补偿装置配置分解为主问题和子问题，主问题负责处理电能质量补偿装置的安装位置，子问题负责处理电能质量补偿装置的输出指令电流问题，创新性的通过主问题和子问题反复迭代得到最优配置方法。有效的解决了当微网中由于条件关系电能质量补偿设备不能安装在每个关键节点处时，传统的就地补偿工作方式将不再适用的问题。
【IPC分类】H02J3-01
【公开号】CN104753065
【申请号】CN201510182793
【发明人】郑建勇, 胡路苹, 张宸宇, 胡洛瑄, 缪惠宇, 张震, 胡子杰, 梅军
【申请人】东南大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月16日