计及多功能逆变器谐波治理贡献的电压检测型APF分布式优化配置

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随着电力电子源荷设备的大规模渗透,现代配电网谐波污染呈高密度、全网分散化趋势,传统点对点治理模式不再适用,分布式治理方案应运而生。多功能逆变器(Multi-Function Inverter,MFINV)兼具有功并网和谐波治理等多种功能。本文从分布式谐波治理角度出发,考虑MFINV不确定性治理容量,提出一种计及MFINV谐波治理贡献的电压检测型有源电力滤波器(Voltage Detection Active Power Filter,VDAPF)分布式优化配置策略。具体内容如下:首先,分析并明确谐波和MFINV剩余容量的不确定性,采用多场景分析技术,提出综合了谐波污染和MFINV剩余容量不确定性场景集的构建方法。该方法在分时段分析的基础上,采用谐波断面聚类压缩法构建典型谐波场景,基于概率密度拟合法构建MFINV剩余容量场景,进而组合成双重不确定性运行场景集。能有效解决治理设备优化配置中涉及的不确定性问题,同时场景压缩处理也可大幅减少优化求解的计算量。其次,分析VDAPF和MFINV的工作原理,基于现代配电网谐波特性,提出VDAPF和MFINV协同分布式谐波治理方案。基于网络谐波灵敏度和谐波电压耦合度指标,提出考虑MFINV安装位置的两阶段分区方法,先针对已存在的MFINV对分区的影响,初步形成DG节点控制区域,再从全网角度出发,利用社团发现算法优化出最终网络分区。对各个区域,按平均谐波灵敏度最大准则,确定VDAPF最优安装节点。以IEEE 33节点网络为例进行仿真计算,得到网络最优分区和VDAPF最佳安装位置,验证了所提方法的可行性。最后,计及MFINV谐波治理资源,构建VDAPF多目标容量优化配置模型,该模型以经济性最优为目标一,以多运行场景下VDAPF和MFINV协同治理谐波治理效果最优为目标二。利用规格化法平面约束结合改进遗传算进行多目标优化求解。以IEEE 33节点网络为例进行仿真分析,结果表明本文方案充分利用谐波治理资源,具有较好的经济性和治理效果,验证了所提策略的有效性。
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