分布式电源对电网谐波分布的影响及配置研究

论文摘要

随着分布式电源(DG)越来越多的引入配电网,正确评估分布式电源对系统谐波分布的影响以及合理配置DG,对保证电网和设备可靠优化运行,具有十分重要的意义。论文主要研究分布式电源对电网谐波分布的影响,并在此基础上对DG进行了优化配置。论文从谐波分析的角度,把分布式电源分为线性模型DG和非线性模型DG两类,建立它们的谐波计算模型,理论推导出在理想配电网中不同位置接入不同容量和模型的DG时,系统谐波畸变水平的变化规律。利用PCFLO软件对一实际的链式配电网算例进行谐波分析,仿真结果与理论推导一致。在上述分析的基础上,考虑DG对系统谐波分布的影响,提出两种DG优化配置模型：考虑引入DG使系统谐波畸变水平最小的单目标优化模型和综合考虑有功网损和谐波畸变指标的多目标优化模型。针对DG配置的多目标性,对粒子群算法进行了改进,建立混合PSO计算模型、自适应调整惯性权重系数,提出了混合最优解评估选取和孤立点搜索的双向搜索多目标粒子群(MOPSO)算法；该算法收敛速度快,可有效地逼近Pareto最优前端,且优化结果分布均匀,能保持多目标优化群体的多样性。最后,对含DG的配电网基波和谐波潮流算法进行研究与改进,结合改进的MOPSO算法和潮流计算解决了多约束、多目标和整数寻优的DG优化配置问题。对IEEE33节点配电系统进行仿真计算,验证改进的前推回代潮流算法、解耦谐波潮流算法、DG优化配置模型和改进MOPSO算法的正确性和适用性；表明合理地对非线性模型和线性模型DG进行选址和定容,不仅可以有效降低配电网谐波畸变水平,减少系统的有功网损,还能提高系统电压水平。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 图表目录
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 分布式电源
• 1.2.2 谐波分析
• 1.2.3 分布式电源选址和定容
• 1.3 分布式电源对电力谐波的影响
• 1.4 本文的主要工作及创新
• 2 含DG配电网谐波分析
• 2.1 DG接入配电网的方式
• 2.2 电网谐波标准
• 2.3 含DG的配电网潮流计算
• 2.3.1 DG在潮流计算中的模型
• 2.3.2 改进的电流型前推回代算法
• 2.3.3 算例分析
• 2.4 含DG的配电网谐波潮流计算
• 2.4.1 谐波恒流源模型
• 2.4.2 谐波潮流的解耦算法
• 2.4.3 算例分析
• 2.5 本章小结
• 3 DG对电网谐波分布的影响
• 3.1 理想配电系统中接入DG的谐波分析
• 3.1.1 理想配电网模型
• 3.1.2 不含DG理想系统的谐波分析
• 3.1.3 线性模型DG对谐波分析的影响
• 3.1.4 非线性模型DG对谐波分析的影响
• 3.2 实际配电系统中接入DG的谐波分析
• 3.2.1 实际算例介绍
• 3.2.2 仿真软件简介
• 3.2.3 不含DG配电网的谐波分析
• 3.2.4 线性模型DG对谐波分析的影响
• 3.2.5 非线性模型DG对谐波分析的影响
• 3.3 本章小结
• 4 基于改进粒子群算法的DG配置
• 4.1 配电网DG的配置模型
• 4.1.1 单目标优化模型
• 4.1.2 多目标优化模型
• 4.2 改进的多目标粒子群约束算法
• 4.2.1 基本粒子群算法
• 4.2.2 改进的多目标粒子群算法
• 4.3 改进的MOPSO用于配电网DG配置
• 4.4 算例分析
• 4.4.1 DG单目标优化配置
• 4.4.2 DG多目标优化配置
• 4.5 本章小结
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录B 多节点链式配电网络数据
• 附录C IEEE-33配电网系统参数
• 附录D 非线性负荷的谐波电流数据