综合配网谐波及三相不平衡评价指标的治理设备优化配置策略

以有源电力滤波器为代表的电能质量治理设备多用于补偿本地负载产生的谐波及不平衡电流。随着配网中非线性负荷的大量接入,本地补偿的配置策略存在成本高、效率低的问题,出现了面向网络电能质量全局综合提升的关键点治理设备配置需求。首先,提出了一种基于层次分析法和模糊隶属度的电能质量数据全局评价方法,作为衡量治理设备配置效果的尺度;其次,以全局配置效果、总装机数量和装机容量为优化目标,以网络各节点谐波含量及不平衡度均满足标准为约束条件,通过多目标粒子群算法确定治理设备最优配置节点及容量的配置策略;最后,通过搭建含有分布式不平衡及谐波负荷的IEEE-18节点仿真模型,验证所提全局评价及设备配置策略对于网络电压谐波及不平衡综合优化的有效性和优越性。     

基于网络谐波电压综合补偿的配电网并联型有源电力滤波器优化配置策略研究

并联型有源电力滤波器(shunt active power filter, SAPF)多配置于非线性负载的并网点并对本地负载进行谐波电流补偿。随着配电网中非线性负载的广泛接入,导致基于本地补偿的配置方式不再具有经济、高效的优点,为了解决此问题,出现了以配电网整体多节点的电能质量为优化目标的综合补偿配置方案。基于此,本文提出了一种综合考虑配电网各节点电压谐波含量、SAPF总安装台数及安装容量的SAPF配置算法,结合多目标粒子群及单目标迭代算法确定在网络各节点谐波电压畸变率满足标准时SAPF的数量、配置节点及最优输出电流。最后,通过仿真搭建IEEE18节点标准模型,验证了所提出的算法在多台SAPF配置问题中的有效性。     

基于多功能储能变流器的微电网电能质量综合补偿策略

为提高储能系统的利用率,改善微电网与电网并联运行下的电能质量,本文首先在分析非线性、敏感性负荷模型特征对并网点电压谐波分量扰动的基础上,提出了一种基于多功能储能变流器(power conversion system,PCS)的微电网电能质量综合补偿策略,在不改变储能变流器运行状态的前提下,结合多目标补偿电流的生成原理,利用PCS闲置容量快速并精确地选择性补偿谐波、无功及不平衡电流,以实现对并网电流补偿分量在畸变电压干扰下的输出电流控制,最后,搭建含储能装置的微电网系统,并对所提出的控制策略进行相关实验,结果表明其具有较好的电能质量治理能力.     

基于SVG的电网多节点电压不平衡综合抑制方法

文中提出静止无功发生器(SVG)用于电网多节点电压不平衡治理的综合补偿策略。首先结合对称分量法建立了电网多节点不平衡分析数学模型,研究了单台SVG补偿多节点电压不平衡的机理;其次以2种电网不平衡优化治理目标(各节点负序电压幅值平方和最小及各节点电压稳态不平衡度不大于2%)构建了关于SVG的不平衡综合补偿优化模型,分别依据非线性规划原理和几何辅助分析对优化模型进行了求解;在此基础上,文中利用电能质量监测设备和SVG构建不平衡综合治理系统,通过在线阻抗测量、在线指令优化实现了不平衡综合抑制的SVG在线控制;最后通过PSCAD搭建电网模型验证了所提方法的有效性。     

基于无功与负序对称解耦的RUPQC最优补偿策略

针对牵引变电站电能质量负序、无功综合补偿问题,提出了负序剩余度的矢量定义.在此基础上建立铁道统一电能质量控制器(RUPQC)综合补偿数学模型并得到综合补偿解,指出负序剩余度的相角差为RUPQC综合补偿解增加了1个自由度,对补偿装置容量具有优化作用并给出优化条件.然后提出适于平衡牵引变压器的负序与无功分量对称解耦方法,得到RUPQC在特定功率容限下无功优先的负序补偿最优解析解.数值计算结果表明,采用该策略在满足全负荷范围电能质量治理目标的同时可获得综合最优补偿效果.电磁暂态仿真表明该控制策略正确、有效.     

同相牵引供电系统满意优化补偿策略研究

针对新型同相牵引供电系统中综合潮流控制器的容量优化配置问题,提出了一种满意优化补偿策略.它能实时检测出负载电流的基波正序有功分量、基波正序无功分量、基波负序分量以及谐波分量.通过给定电能质量期望参数,实时调整负序、无功以及谐波补偿度,使得综合潮流控制器容量在各电能质量补偿参数之间得到实时优化配置.在给定补偿电流参考信号...     

电能质量治理设备运行状态识别及其治理效果评价*

针对目前电网中电能质量干扰源复杂、用户侧治理设备管理困难的现状,文中提出了基于电网侧电能质量监测数据,对用户侧治理设备进行运行状态识别以及治理效果评价的算法,实现电网公司对用户侧电能质量治理设备的非侵入式监测。文章利用概率神经网络,将电压偏差、三相电压不平衡度、电压谐波总畸变率以及电压长时闪变作为网络的输入参数,对治理设备的工况进行分类,以实现治理设备的运行状态识别;通过对比治理设备投入前后的电能质量评估结果,结合模糊综合评价法来完成治理设备的治理效果评价。以安徽电网某变电站的监测数据为例,分析了所提电能质量治理设备运行状态识别方法和治理效果评价方法的实用性。     

基于隔离小生境粒子群算法的APF优化配置

随着非线性负载的广泛应用,传统负荷端分散的谐波治理方式弊端渐显。以中小型电网中有源电力滤波器的集中补偿配置为目标,设计一种基于隔离小生境粒子群算法的APF优化配置方法。建立了有源电力滤波器的优化配置数学模型,以节点电压畸变率均方根为目标函数,并使用罚函数处理约束条件。改进后的粒子群算法兼顾全局与局部寻优能力,避免陷入局部最优点。在阐述所提优化配置方法流程的基础上,IEEE算例分析表明该配置方法可以同时进行APF位置和容量的寻优,治理后系统各节点总谐波电压畸变率小于4%,谐波附加损耗降低90%以上,实现对单、多谐波源系统电能质量的有效治理。     

同相牵引供电系统负序、谐波、无功电流实时检测方法及其补偿策略

同相牵引供电系统旨在实现电能质量的综合补偿。提出了一种基于同步坐标变换的电流检测方法,能实时准确地检测出负载电流的基波正序有功分量、基波正序无功分量、基波负序分量以及谐波分量,为综合补偿提供了基础。电能质量的补偿力度与设备容量之间存在非线性关系。提出补偿度的概念,并给出补偿度与电能质量参数的关系,通过给定电能质量期望参数,实时调整负序、谐波以及无功补偿度,使得综合潮流控制器容量在各电能质量补偿参数之间得到实时优化配置,从而实现同相供电系统容量优化满意补偿。理论推导和仿真结果验证了所提方法的正确性和可行性。     

同相牵引供电系统负序、谐波、无功电流实时检测方法及其补偿策略

同相牵引供电系统旨在实现电能质量的综合补偿.提出了一种基于同步坐标变换的电流检测方法,能实时准确地检测出负载电流的基波正序有功分量、基波正序无功分量、基波负序分量以及谐波分量,为综合补偿提供了基础.电能质量的补偿力度与设备容量之间存在非线性关系.提出补偿度的概念,并给出补偿度与电能质量参数的关系,通过给定电能质量期望参数,实时调整负序、谐波以及无功补偿度,使得综合潮流控制器容量在各电能质量补偿参数之间得到实时优化配置,从而实现同相供电系统容量优化满意补偿.理论推导和仿真结果验证了所提方法的正确性和可行性.     

基于SAPF的电网多节点电压谐波优化补偿方法

随着局域配电网中非线性负载的分布式接入,以谐波就地补偿为目标的并联型有源电力滤波器（shunt active power filter, SAPF）传统配置方式需要接入大量治理设备,存在治理效率低、成本高问题。因此,出现了面向局域配电网谐波全局综合抑制的SAPF优化配置问题。首先利用诺顿等效法建立局域配电网谐波电压优化补偿目标函数;其次,结合非线性规划原理和几何辅助分析法对优化问题进行求解,确定SAPF在系统中的安装位置和最优配置容量,提出一种基于SAPF的电网谐波电压优化综合抑制算法;最后,通过搭建IEEE-18节点仿真模型,对所提出的算法进行验证。在网络非线性负载的不同分布情况下,配置结果都具有良好的治理效果,可通过更少数量、容量的SAPF实现配电网整体谐波畸变的高效抑制。     

基于主从控制的微电网电压质量改善策略

针对非线性不平衡混合负载易导致微电网母线电压畸变和不平衡的问题,目前大多采用增加额外的电能质量治理装置来提高母线电压质量。鉴于逆变器具有与电能质量治理装置相同的拓扑结构,本文将微电网母线电压质量治理问题转化为连接在微电网母线上的多逆变器输出侧电压质量治理问题,提出利用并联在微电网母线上的多逆变器系统对母线质量进行治理的策略,即将电能质量治理功能嵌入到从逆变器中,利用从逆变器实现逆变后的剩余可用容量抑制微电网母线电压谐波和不平衡。本文首先以单台逆变器为例,对非线性不平衡混合负载造成逆变器输出电压质量下降的原因进行分析,在此基础上,提出利用从逆变器剩余可用容量来补偿负载中的谐波、负序电流分量,而负载中的基波电流和零序电流分量则有主从逆变器共同分担。该控制策略有效的降低了逆变器输出侧电压的畸变率和不平衡度,避免了增加额外的电能质量治理装置,降低了系统成本。最后通过在PSCAD仿真环境下搭建仿真模型验证了所提控制策略的有效性和可行性。     

基于灵敏度分析的谐波治理设备多目标优化配置方法

在非线性负荷和分布式电源大量接入配电网的背景下,配置有源电力滤波器是解决电压波形畸变、谐波损耗激增、电能质量下降等一系列谐波污染问题的有效措施之一。为合理选择配电网中有源电力滤波器安装位置与容量,协调谐波治理成本和效果之间的关系,文中提出一种基于灵敏度分析的有源电力滤波器多目标优化配置方法,实现了有源滤波器位置和容量的快速求解。建立配电网谐波潮流计算模型,使用灵敏度分析方法处理所有节点,获得了安装节点集合;考虑节点电压的谐波畸变率和投资成本,建立滤波器容量优化模型;通过分解多目标进化算法求解优化模型;对IEEE 18节点配电系统进行仿真计算,结果表明了文章所提方法的有效性。     

一种适用于高渗透率主动配电网的电能质量调节器

针对高渗透率主动配电网的电能质量扰动问题,提出一种以可调电抗器为基底,结合有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)的新型电能质量治理装置.该装置借助磁链控制原理,向串联型有源滤波器变压器二次侧施加电压改变自身阻抗以对电能质量扰动进行调节,从而达到对电能质量的综合治理.该调节器可以借助自身的结构优势对谐波起隔离作用,结合...     

孤岛微电网电压不平衡网络化分层补偿方法

针对多逆变器并联的低压孤岛微电网公共耦合点(PCC)接入不对称负荷引起的三相电压不平衡问题,提出网络化分层协同优化控制方法。基于通信技术和分层控制理论,建立网络化分层控制体系结构,包含本地控制层和分布式二次控制层。本地控制层采用下垂控制和虚拟阻抗,实现有功功率和无功功率分配。在二次控制中,采用动态一致性算法获取全局平均值,调节电压和无功功率的偏差,以实现电压无静差控制和功率的精确分配;结合优化控制策略实现PCC和分布式发电(DG)电压不平衡协同优化补偿控制。该方法不仅能很好地对PCC的电压进行补偿,还兼顾了各DG的电压质量。搭建半实物仿真实验平台,验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于配电网谐波责任划分的分布式有源滤波系统

随着电力电子装置的广泛应用和多种分布式能源的接入,低压配电网的电能质量问题已日益突出。为改善多馈线型低压配电网公共连接点(PCC)处的电能质量,降低其电压谐波失真,以具有谐波补偿功能的单相光伏并网设备为基本单元,构建了一个分布式有源滤波系统。通过分析低压配电网中各馈线对PCC处电压谐波的责任,对各馈线的谐波补偿任务进行了优化调整。此外,采用基于虚拟谐波阻抗的下垂控制方法,实现了多设备并联时的自主协调,并提出了一种参考PCC处谐波责任的谐波补偿容量分配算法,提升了在输出容量限制情况下分布式有源滤波系统的谐波补偿效果。最后,通过软件对上述模型和控制策略进行了建模与仿真,仿真结果验证了该系统的可行性和有效性。     

一种基于智能改进算法的定制电力设备优化配置策略

为了更好地治理配电网谐波污染、低功率因数以及电力系统电压波动所带来的敏感负荷不能正常工作问题,研究了配电网多种定制电力设备的优化配置。综合考虑电能质量治理目标以及投资费用建立了优化配置数学模型,并提出一种将遗传算法与内点法有机结合的混合优化策略用于多种定制电力设备的优化配置。该混合策略利用遗传算法锁定各装置的最优安装位置并求得近似最优安装容量,将近似容量设为内点法初值寻找更加精确更优的安装容量。此外,分别基于约束越限和预判自适应对遗传算法和内点法做出改进,提高了寻优速度。理论分析和仿真结果表明,该混合算法比单独的遗传算法稳定性更高、寻优结果更加精确。     

牵引变电所群贯通供电系统负序补偿模型及控制策略

针对牵引变电所群贯通供电系统存在的三相电压不平衡问题,提出一种基于三相变压器与静止无功发生器(SVG)的负序集中补偿方案及控制策略.首先,根据牵引变压器的功率变换关系及不同的负荷情况,推导了2种模式下补偿装置对牵引负荷的补偿功率通用表达式.根据中国的电能质量标准,提出了以负序满意补偿为目标的双限值补偿方案,方案包括了模式选择方法、SVG容量配置方法及SVG运行方法.根据补偿方案,设计了带有模式判别的SVG双闭环补偿控制策略.然后,采用牵引变电所实测数据对补偿方案进行验证,证明了方案具有良好的补偿效果,与全补偿方案相比,所提方案需要的装置容量更小.最后,通过仿真证明了控制策略对负序补偿的有效性和较快的响应速度.