多谐波源相互影响的配电网滤波装置优化配置

摘要

随着环境保护、节能减排和可持续发展的要求,越来越多的新能源接入电力系统。大量电力电子技术的应用,使电力网络中的谐波源从传统用电负载蔓延到供电电源,共同构成电网的多谐波源,向电力系统注入了大量的谐波。谐波电流在电网的公共连接点相互影响,产生抵消、衰减或叠加等现象,谐波频谱发生了变化。为了抑制谐波对电力系统造成的危害,在多谐波源相互影响的背景下,本文研究了多谐波源相互影响的滤波装置优化配置。
　　 本文通过MATLAB/simulink对不同频率、幅值和相位的谐波进行叠加仿真分析,得出谐波相互影响后谐波波形频谱的规律。并在对谐波状态估计后,找出不确定性谐波源发生的类型、位置和个数。对谐振现象产生的原理、谐振检测方法进行了分析,根据节点导纳矩阵特征值倒数得到的阻抗频谱曲线分析并联谐振,根据添加虚拟支路的回路阻抗分析串联谐振。
　　 本文对滤波装置的分类以及在工程应用上的优缺点做了简单的介绍,为了达到滤波装置安全经济有效地抑制谐波的目的,在分析滤波装置和系统参数的基础上建立了目标函数和约束条件的数学模型。寻优算法采用改进的粒子群算法,该算法根据粒子群算法参数速度ν和惯性因子ω的关系,提出时变的非线性三角函数方法来控制参数,加速了算法的收敛速度,防止陷入局部最优。本文最后采用滤波效果最好、经济性最优和滤波效果和经济性都好的三个方案对滤波装置进行优化配置。同时在考虑不确定性谐波对滤波装置的影响以及是否与系统发生谐振的情况下,采用谐振检测的原理对滤波器参数和安装位置进行了校验。并通过MATLAB仿真验证了改进的粒子群算法优化配置滤波装置参数和位置的有效性。