一种谐波污染用户的概率潮流评估方法

摘要

本发明提出一种谐波污染用户的概率评估方法，可以更准确地实现谐波干扰用户注入污染的运行评估或预评估。该项技术最大的优点是采用用户基波功率概率分布和谐波特性概率分布参数进行概率型谐波潮流计算，得到该用户对电网的谐波污染的概率分布特征，而不仅仅是某种特殊运行工况下的谐波污染结果，其结论更全面更合理。

主权项

1.一种谐波污染用户的概率潮流评估方法，其特征在于包括下步骤：步骤S01：建立节点注入功率和谐波频谱特性概率模型，生成样本集$\tilde{P}=\{P_{\mathrm{ij}},i=2,...,n,j=\mathrm{1,2},...,N\},\tilde{Q}=\{Q_{\mathrm{ij}},i=2,...,N,j=\mathrm{1,2},...,N\},\tilde{K}\{K_i^h,i=\mathrm{1,2},...,N\},$其中，分别表示节点注入有功功率和无功功率的样本集，P_ij、Q_ij分别表示第i个节点的第j个样本；表示谐波频谱的样本集，表示第i个节点的第h次谐波含有率样本；N为样本数，n为节点数，记平衡节点为1；步骤S02：从所述样本集中取一组计算数据步骤S03：采用P-Q解耦进行谐波潮流计算：$\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Delta P}\\ \mathrm{\Delta Q}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}H& 0\\ 0& L\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Delta \theta }\\ \mathrm{\Delta U}\end{array}\right]---\left(1\right)$式中，ΔU为节点电压幅值偏差量矩阵，Δθ为节点电压相角偏差量矩阵。解之可得式(2)；Δθ=H^-1ΔP(2)ΔU=L^-1ΔQ上式中的功率偏差量通过式(3)考虑谐波功率对基波功率的修正量；$\begin{array}{c}\mathrm{\Delta P}=P_i^S-P_i^1-\underset{k=2}{\overset{h}{\Sigma }}{P_i}^k\\ \mathrm{\Delta Q}=Q_i^S-Q_i^1-\underset{k=2}{\overset{h}{\Sigma }}{Q}_i^k\end{array}---\left(3\right)$式(3)中，表示节点i的注入有功功率和无功功率给定值；分别表示节点i的k谐波有功功率和无功功率计算值；h表示计算的最高次谐波。在基波潮流解的基础上，谐波功率根据式(4)计算；$\begin{array}{c}{P_i}^k=R_{\mathrm{ii}}^k{K}_i^k[{\left(a_i^1\right)}^2+{\left(b_i^1\right)}^2]\\ Q_i^k=X_{\mathrm{ii}}^k{K}_i^k[{\left(a_i^1\right)}^2+{\left(b_i^1\right)}^2]\end{array}---\left(4\right)$其中，和分别为节点i每次迭代过程中的基波电流的实部和虚部，其计算如式(5)所示；和分别为k次谐波导纳矩阵的逆矩阵的对应元素的实部和虚部；为节点i的k次谐波电流含有率；谐波功率只在有谐波注入电流的节点其值存在，其他节点的计算值为0；$\begin{array}{c}{a}_i^1=\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}(G_{\mathrm{ij}}{U}_j\cos {\theta }_j-B_{\mathrm{ij}}{U}_j\sin {\theta }_j)\\ b_i^1=\underset{j=1}{\overset{n}{\Sigma }}(G_{\mathrm{ij}}{U}_j\sin {\theta }_j+B_{\mathrm{ij}}{U}_j\cos {\theta }_j)\end{array}---\left(5\right)$根据式(1)到式(4)进行迭代求解直到前后两次电压差满足收敛条件即可完成当次迭代过程；max(|ΔU_i|)≤ε    (6)根据谐波源特性计算得到谐波注入电流，利用谐波节点电压方程(7)以及支路电流方程(8)即可求得谐波节点电压和支路电流；$U_n^h={\left(Y_n^h\right)}^{-1}{I}_n^h---\left(7\right)$$I_b^h=Y_b^h{A}^T{U}_n^h---\left(8\right)$其中，表示h次谐波的节点电压向量、节点注入电流向量和支路电流向量；表示h次谐波节点导纳矩阵和支路导纳矩阵；A表示节点支路关联矩阵；步骤S04：将节点功率和谐波特性的样本集重复代入式(1)到式(4)的谐波潮流迭代模型，每一组的节点功率和谐波特性都能得到一组对应的谐波电压和谐波电流计算结果，用n表示节点数，N表示样本数，N1表示支路数，表示h次谐波节点电压计算结果和支路电流计算结果，则计算结果可表示如下；$\begin{array}{c}{\tilde{U}}_n^h=\{U_{i,j}^h,i=\mathrm{2,3},...,n,j=\mathrm{1,2},...,N\}\\ {\tilde{I}}_b^h=\{I_{i,j}^h,i=\mathrm{2,3},...,N1,j=\mathrm{1,2},...,N\}\end{array}.$