用于配电网的三相谐波潮流计算研究

摘要

在配电网中，由于非线性用电设备和非线性负荷的大量投入运行，使得配电网增加了很多的谐波污染，极大地影响了配电网的电能质量，对配电网的稳定运行埋下重大的隐患，降低了电力系统的用电可靠性。此外，配电网存在着网络结构不对称的问题，因此对配电网进行三相谐波潮流计算是谐波分析和治理工作中的一项重要内容，对提高电力用户的电能质量有着重要意义。
　　本文首先建立了用于配电网三相谐波潮流计算的网络元件模型，考虑到配电网中存在谐波源时，配电网潮流包含了基波潮流和谐波潮流，因此对配电馈线、配电变压器、无功补偿电容器、配电负荷等配电系统主要元件分别建立了三相基波模型和三相谐波模型。
　　随后介绍了配电网三相谐波潮流的计算原理，研究了用于配电网三相谐波潮流计算的主要算法，深入分析了配电网中谐波源的模型，对比了不同谐波源模型的优缺点，确定了适用于配电网三相谐波潮流计算的谐波源模型。
　　最后，本文对美国电力研究协会开发的开源配电系统仿真分析平台（OpenDSS）进行了简要介绍，基于该平台设计了适用于配电网三相谐波潮流的计算程序，再通过对IEEE34节点和IEEE123节点配电系统进行了配电网三相谐波潮流算例测试，通过配电网三相谐波潮流计算结果验证了本文提出的配电网网络元件三相模型和谐波源模型的有效性。

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1 绪论

1.1配电网三相谐波潮流计算方法的研究背景及意义

1.2配电网三相谐波潮流计算方法的研究现状

1.3本文的研究思路和研究内容

2 用于配电网三相谐波潮流计算的网络元件模型

2.1配电馈线的三相模型

2.2配电变压器的三相模型

2.3无功补偿电容器的三相模型

2.4配电负荷的三相模型

2.5本章小结

3 配电网谐波潮流计算方法研究

3.1 配电网三相谐波潮流的计算原理

3.2 配电网三相谐波潮流的主要算法

3.3谐波源模型

3.4 本章小结

4 配电网三相谐波潮流计算的程序设计

4.1 OpenDSS的简介

4.2 基于OpenDSS的谐波潮流计算程序说明

4.3 本章小结

5 配电网三相谐波潮流计算程序的算例分析

5.1 IEEE34节点标准配电系统算例

5.2 IEEE123节点标准配电系统算例

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 今后工作展望

致谢

参考文献

附录1 IEEE34节点配电系统谐波电压

附录2 IEEE123配电系统部分节点谐波电压

附录3 攻读硕士学位期间申请及获得的专利