一种公变低压侧电压集中治理装置配置方法及设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种公变低压侧电压集中治理装置配置方法及设备，所述方法通过对城市公变低压侧的配网进行谐波电流检测，并计算得到各个节点的谐波畸变率，同时根据电能质量国家标准，确定其中谐波畸变率超过国标的节点为电压集中治理目标，作为电压集中治理装置的安装位置；然后引入鲸鱼优化算法对公变低压侧的电压集中治理装置的滤波参数进行优化配置，建立公变低压侧电压集中治理装置配置的目标函数，即谐波畸变率最低，并对接入电压集中治理装置的配网进行仿真，在满足配网的等式与不等式约束的基础上确定电压集中治理装置的滤波参数。本发明专利技术可以快速准确地达到对公变低压侧谐波污染进行治理的目的。污染进行治理的目的。污染进行治理的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种公变低压侧电压集中治理装置配置方法及设备


[0001]本专利技术涉及电能质量
，具体涉及一种公变低压侧电压集中治理装置配置方法及设备。

技术介绍

[0002]随着低压配电台区各类分布式发电技术迅速发展，各类非线性负荷如充电桩等快速增长，台区负荷中单相用电负荷和不平衡加工业负荷占比较高。配电网的结构因此变得更加复杂，配电台区末端低电压、三相负荷不平衡以及谐波现象比较容易产生，同时易引发台区电能质量问题。
[0003]电能质量问题増多且愈加严重，影响设备健康运行和客户用电感知。在智能电网大背景下，智能配电台区建设步伐逐步加快，电能质量综合治理问题成为了配电台区自动化、智能化建设要解决的重点问题之一。因此，探索这些治理装置的安装位置以及容量配置，以寻求最优配置方案十分重要。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术的目的是提出一种方法公变低压侧电压集中治理装置配置方法及设备，对电压集中治理装置的接入位置与配置容量进行优化，以达到对公变低压侧谐波污染进行治理的目的。
[0005]技术方案：一种公变低压侧电压集中治理装置配置方法，包括以下步骤：
[0006]对城市公变低压侧的配网进行电流检测，通过多个变换后提取出正序基波分量；
[0007]基于提取的正序基波分量确定各个节点当前的电流谐波畸变率，并根据相应电压等级选择畸变率超出国标的节点作为电压集中治理装置的安装位置；
[0008]针对安装的每台电压集中治理装置，根据预先建立的目标函数优化出公变侧所需要安装的电压集中治理装置滤波参数，同时，滤波参数所对应的电压集中治理装置容量满足各约束条件，式中，THD
U
为相应节点的电压谐波畸变率，U为电网基准电压，h为谐波次数，H为系统中谐波的最高次数，所述约束条件包括有功约束、无功约束、节点电压约束、电压波动约束、功率因数约束；
[0009]其中，根据目标函数优化出公变侧所需要安装的电压集中治理装置滤波参数包括：利用每个电压集中治理装置的滤波参数，确定目标电网各节点当前的谐波畸变率，在不满足约束条件的情况下，不断调整电压集中治理装置的滤波参数，直至每个电压集中治理装置的滤波参数满足优化目标的约束条件；
[0010]在满足约束条件的情况下，针对每个电压集中治理装置的滤波参数，判断目标电网各节点当前的谐波畸变率是否满足治理需求；在不满足的情况下，则不断调整电压集中治理装置的当前滤波参数，并针对每个电压集中治理装置的当前滤波参数，确定目标电网各节点当前的谐波畸变率，直至针对每个电压集中治理装置的当前滤波参数，满足治理需
求。
[0011]进一步地，对城市公变低压侧的配网进行电流检测，通过多个变换后提取出正序基波分量包括：
[0012]利用锁相环与正余弦发生器产生与a、b、c相电压相位相同的正弦信号sinωt和余弦信号cosωt，根据第一变换矩阵C
αβ
将i
a
、i
b
、i
c
变换至α、β两相，得到i
α
、i
β
，以去除三相电流中的零序分量；
[0013]根据第二变换矩阵C将i
α
、i
β
旋转变换，得到有功分量i
p
和无功分量i
q
，经过低通滤波器后得到直流分量并通过一次反变换矩阵得到基波正序分量i
af
、i
bf
、i
cf
，再用检测到的电流分量i
a
、i
b
、i
c
减去基波电流分量，得到谐波电流分量i
ah
、i
bh
、i
ch
。
[0014]进一步地，根据第一变换矩阵C
αβ
将i
a
、i
b
、i
c
变换至α、β两相计算表达式为：
[0015][0016]式中，i
a
、i
b
、i
c
为从目标电网检测到的三相电流；i
α
、i
β
为α、β两相电流；C
αβ
为第一变换矩阵；
[0017]进一步地，根据第二变换矩阵C将i
α
、i
β
旋转变换，得到有功分量i
p
和无功分量i
q
计算表达式为：
[0018][0019]式中，i
p
和i
q
为电流的有功分量和无功分量；C为第二变换矩阵。
[0020]进一步地，通过一次反变换矩阵得到基波正序分量i
af
、i
bf
、i
cf
计算表达式为：
[0021][0022]式中，i
af
、i
bf
、i
cf
为三相电流的正序基波分量；I
1+
、分别为正序电流幅值和相角。
[0023]进一步地，基于提取的正序基波分量确定各个节点当前的电流谐波畸变率计算表达式为：
[0024][0025]式中，THD
I
为相应节点的电流谐波畸变率；h为谐波次数；H为系统中谐波的最高次数；I为电网基波电流，I
h
为第h次谐波电流。
[0026]进一步地，使用鲸鱼优化算法对目标函数进行优化求解，其优化求解计算表达式为：
[0027][0028]式中，t为当前迭代代数；为当前个体与领头鲸之间的距离，即当前迭代时滤波参数与最优参数绝对值的差值；为系数向量，之间的随机向量；是当前最优解的位置向量，即为当前最优滤波参数，是当前解的位置向量，即为当前滤波参数，
[0029]位置更新计算表达式为：
[0030][0031]式中，为系数向量，a为收敛因子，之间的随机向量；b为常数，用于定义对数螺旋的形状；l是均匀分布的随机向量[0,1]；p是[0,1]之间的随机数。
[0032]进一步地，所述有功约束、无功约束、节点电压约束为等式约束，表达式为：
[0033][0034]式中：n为第n个节点；P
Gi
、Q
Gi
分别为配电网系统发电机出口处的有功功率、无功功率；P
Li
、Q
Li
分别为配电网系统中负荷的有功功率、无功功率；P
Ui
、Q
Ui
分别为安装在节点i处的电压集中治理装置的节点有功功率、无功功率；U
i
、U
j
分别为节点i、j的电压；G
ij
、B
ij
分别为节点i、j之间的电导、电纳，U
i
为节点i在电压集中治理装置补偿之后的节点电压；
[0035]所述电压波动约束、功率因数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种公变低压侧电压集中治理装置配置方法，其特征在于，所述方法包括：对城市公变低压侧的配网进行电流检测，通过多个变换后提取出正序基波分量；基于提取的正序基波分量确定各个节点当前的电流谐波畸变率，并根据相应电压等级选择畸变率超出国标的节点作为电压集中治理装置的安装位置；针对安装的每台电压集中治理装置，根据预先建立的目标函数优化出公变侧所需要安装的电压集中治理装置滤波参数，同时，滤波参数所对应的电压集中治理装置容量满足各约束条件，式中，THD
U
为相应节点的电压谐波畸变率，U为电网基准电压，h为谐波次数，H为系统中谐波的最高次数，所述约束条件包括有功约束、无功约束、节点电压约束、电压波动约束、功率因数约束；其中，根据目标函数优化出公变侧所需要安装的电压集中治理装置滤波参数包括：利用每个电压集中治理装置的滤波参数，确定目标电网各节点当前的谐波畸变率，在不满足约束条件的情况下，不断调整电压集中治理装置的滤波参数，直至每个电压集中治理装置的滤波参数满足优化目标的约束条件；在满足约束条件的情况下，针对每个电压集中治理装置的滤波参数，判断目标电网各节点当前的谐波畸变率是否满足治理需求；在不满足的情况下，则不断调整电压集中治理装置的当前滤波参数，并针对每个电压集中治理装置的当前滤波参数，确定目标电网各节点当前的谐波畸变率，直至针对每个电压集中治理装置的当前滤波参数，满足治理需求。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对城市公变低压侧的配网进行电流检测，通过多个变换后提取出正序基波分量包括：利用锁相环与正余弦发生器产生与a、b、c相电压相位相同的正弦信号sinωt和余弦信号cosωt，根据第一变换矩阵C
αβ
将i
a
、i
b
、i
c
变换至α、β两相，得到i
α
、i
β
，以去除三相电流中的零序分量；根据第二变换矩阵C将i
α
、i
β
旋转变换，得到有功分量i
p
和无功分量i
q
，经过低通滤波器后得到直流分量并通过一次反变换矩阵得到基波正序分量i
af
、i
bf
、i
cf
，再用检测到的电流分量i
a
、i
b
、i
c
减去基波电流分量，得到谐波电流分量i
ah
、i
bh
、i
ch
。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据第一变换矩阵C
αβ
将i
a
、i
b
、i
c
变换至α、β两相计算表达式为：式中，i
a
、i
b
、i
c
为从目标电网检测到的三相电流；i
α
、i
β
为α、β两相电流；C
αβ
为第一变换矩阵。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据第二变换矩阵C将i
α
、i
β
旋转变换，得到有功分量i
p
和无功分量i
q<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兵，李群，王旭，张宁宇，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：