配电网的无源滤波器优化配置的研究

论文摘要

电力电子装置是电网中最主要的谐波源,随着电力电子装置应用的日益广泛,电网中的谐波污染也日益严重。抑制谐波能够提高设备运行的安全性可靠性,对电力系统安全、经济运行起着重要的作用。同时,基于Web的配电网信息管理系统已逐渐成为电力系统信息化的趋势。配电网谐波潮流计算是配电网滤波器优化配置的基本计算模块,这是进一步研究谐波抑制工作的基础。本文提出了一种节点支路关联矩阵法,该算法通过对节点进行优化编号,形成对应的节点支路关联矩阵,前推回代计算,有效地提高了基波潮流计算效率。然后利用基波和谐波潮流的解耦性直接求解配电网谐波潮流。无源滤波器成本相对较低、容量大、功能易于实现,是目前我国最主要抑制谐波的方法。针对配电网多个谐波源负荷并存的特点,本文运用网络固有结构法确定滤波器集中配置时的最佳安装位置。通过建立系统各次谐波的节点导纳矩阵,求解对应的灵敏度矩阵,结合灵敏度分析系统结构的变化与系统节点状态的关系,得到各次谐波滤波器的最佳配置位置。滤波器参数的设计对滤波效益有着重要的影响,本文在分析以往经典的无源滤波器设计方法的基础上,提出了一种基于人工免疫算法的无源滤波器参数优化方法。在保证网络各节点谐波电压和总谐波畸变率符合谐波标准以及滤波器安全可靠运行的前提下,使得全网滤波器的投资费用最少。与遗传算法的比较表明,免疫算法由于保持了抗体的多样性,避免了陷入局部最优。最后,把Internet技术引入到本系统中,Web服务器的建立使用ASP技术,通过IIS(Internet Information Servers)建立一个集成服务器环境,使用ADO数据对象访问数据库。应用服务器中谐波治理算法和滤波器配置位置等程序使用VB开发。本系统实现了异地查看结果和拓扑图信息。本文所提出的方法能有效地抑制网络中各节点谐波电压畸变,并为大范围的信息共享和综合研究提供了新的应用平台。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的提出及意义
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 配电网潮流计算
• 2.1 配电网潮流计算的特点
• 2.2 基波潮流计算
• 2.2.1 节点优化编号
• 2.2.2 前推回代基波潮流计算
• 2.3 谐波潮流计算
• 2.3.1 谐波潮流分析
• 2.3.2 谐波潮流等效模型
• 2.3.3 谐波潮流计算方法
• 第3章 配电网滤波器优化配置
• 3.1 无源滤波器的模型
• 3.2 配电网滤波器优化配置的数学模型
• 3.2.1 目标函数
• 3.2.2 约束条件
• 3.3 配电网滤波器安装位置的选择
• 3.3.1 网络固有结构法
• 3.3.2 基于网络固有结构法的配电网滤波器位置的选择
• 3.4 人工免疫算法研究
• 3.4.1 进化算法及遗传算法早熟机理分析
• 3.4.2 人工免疫算法优化机理
• 3.5 基于人工免疫算法的配电网滤波器的参数优化
• 3.5.1 人工免疫算法用于滤波器参数优化的具体操作
• 3.5.2 滤波器优化配置算法的流程
• 第4章 配电网滤波器优化配置软件与算例分析
• 4.1 配电网滤波器优化配置软件设计
• 4.1.1 潮流计算功能界面
• 4.1.2 配置滤波器界面
• 4.1.3 结果输出界面
• 4.2 算例分析
• 4.2.1 算例接线图及相关参数
• 4.2.2 计算结果
• 4.2.3 算例对比分析
• 第5章 基于Web 的配电网信息发布
• 5.1 Web 服务器简介
• 5.2 系统软件设计
• 5.3 基于Web 的配电网信息发布
• 5.3.1 用户登录
• 5.3.2 数据报表
• 5.3.3 拓扑图浏览
• 结论
• 1、总结
• 2、论文创新点
• 3、展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢