油田配电网的谐波分析与滤波器的优化配置

论文摘要

随着电力电子设备在配电网中的广泛应用,配电网的谐波畸变日益严重,危害电气设备的正常运行及电力系统的可靠性。对配电网的谐波成分进行准确的分析计算,掌握电网谐波畸变程度,合理进行谐波治理已经成为一项重要的研究课题。目前,无源滤波器由于具有结构简单、成本低廉、维护方便等优点,仍然是目前最为普遍的一种谐波治理手段。首先,本文根据油田配电网自身的特点和谐波基本理论,研究了无源滤波器的基本结构和影响滤波性能的相关参数,通过分析电网谐波产生机理,建立了配电网中变压器、输电线路、负荷等元件在谐波条件下的运行模型和电网中谐波源的模型。利用基波潮流和谐波潮流的解耦性,采用基波潮流与谐波潮流分离迭代的方法计算电网中的谐波参数,对网络中谐波进行了分析。其次,综合考虑经济指标、谐波抑制、安全运行等因素,建立了以滤波器投资费用为目标函数的优化配置模型。分析了模糊集中决策理论,采用基于模糊决策网络固有结构的方法确定滤波器的最佳安装位置。研究了粒子群算法及其改进算法,将其应用到配电网滤波器的优化配置中,编写了相应算法程序。最后,以油田一条实际配电网线路为例进行验算,将结果与遗传算法的结果相比较,验证了本文算法和程序的正确性,得出相关结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 无源滤波器应用现状
• 1.4 本文所做的主要工作
• 第2章 无源电力滤波器的性能研究
• 2.1 滤波器的类型
• 2.2 单调谐滤波器
• 2.3 高通滤波器
• 2.4 无源滤波器的设计原则
• 2.5 本章小结
• 第3章 配电网谐波分析计算
• 3.1 配电网的潮流计算
• 3.1.1 配电网的潮流计算简介
• 3.1.2 配电网潮流计算特点
• 3.2 配电网基波潮流计算方法
• 3.2.1 潮流算法节点编号方案的比较与选择
• 3.2.2 基波潮流计算
• 3.3 配电网的谐波潮流计算
• 3.3.1 配电网谐波潮流机理
• 3.3.2 配电网各元件谐波潮流的等效模型
• 3.3.3 谐波潮流计算
• 3.4 本章小结
• 第4章 配电网无源滤波器的优化配置
• 4.1 无源滤波器对节点导纳矩阵的影响
• 4.2 配电网无源滤波器优化配置的数学模型
• 4.2.1 目标函数
• 4.2.2 约束条件
• 4.3 滤波器安装位置的确定
• 4.3.1 网络固有结构理论的原理
• 4.3.2 基于ISTN 选择单次滤波器安装候选节点
• 4.3.3 模糊意见决策研究
• 4.3.4 基于模糊意见决策确定滤波器的最佳配置位置
• 4.4 粒子群算法研究
• 4.4.1 粒子群算法生物模型
• 4.4.2 粒子群算法的数学模型
• 4.4.3 粒子群算法的参数分析
• 4.4.4 粒子群算法的实现步骤
• 4.4.5 基于粒子群算法的配电网滤波器参数优化
• 4.4.6 粒子群算法的配电网滤波器参数优化
• 4.4.7 粒子群算法的配电网滤波器参数优化算法步骤
• 4.5 本章小结
• 第5章 算例分析
• 5.1 配电网参数信息
• 5.2 滤波器的配置结果与分析
• 5.3 设计方法比较
• 5.4 本章小结
• 总结与展望
• 1 总结
• 2 本文的创新点
• 3 展望
• 参考文献
• 附录1
• 致谢