配电网谐波状态可观性分析及其量测优化布点方法的研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:yanyingguilai
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随着电力电子技术的不断发展,各种电力电子变流装置的应用日益广泛,由此导致的配电网谐波污染问题日益加剧。以谐波状态估计技术为支撑构建配电网谐波在线监测系统是分析谐波发生特性、统计谐波分布规律,进而提出抑制措施的有效手段。配电网拓扑结构复杂且灵活多变,在谐波量测装置数量一定的前提下,其安装位置直接决定了网络可观测区域以及谐波状态估计性能。因此,配电网谐波量测优化布点方法具有重要的研究意义。本文首先对比分析了现有谐波状态可观性分析方法的优势与不足,然后基于逻辑可观性分析原理,利用邻接矩阵对固定拓扑结构的网络进行可观性分析;针对配网拓扑结构频繁调整的问题,分析了联络开关开合状态对网络可观性的影响,提出了一种考虑网络拓扑结构变化的可观性分析方法。其次,本文提出了以固定的谐波量测装置数量为约束条件,以网络的可观测范围最大为目标函数的配电网谐波量测优化布点模型;考虑到当前谐波量测装置数量较少,网络不完全可观的现状,建立了网络不完全可观的谐波状态估计方程,分析了量测矩阵的条件数与谐波状态估计精度的关系;在此基础上,建立了综合考虑网络可观测范围和谐波状态估计精度的配电网谐波量测优化布点模型。最后,本文提出了一种改进遗传算法,在传统遗传算法的基础上,对种群初始化方法、选择算子和变异算子进行了改进,并将其应用于优化布点模型的求解;同时,搭建了改进的IEEE33节点系统对谐波量测综合优化布点模型和改进遗传算法进行了验证。仿真结果表明,本文提出的谐波量测综合优化布点模型可以在最大化网络可观测范围的基础上,提高谐波状态估计精度,改进遗传算法具有寻优能力强,收敛速度快的优势。本文的研究成果丰富了配电网的谐波量测优化配置方法,为构建配电网谐波在线监测系统以及后续开展谐波治理工作奠定了基础。
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