非线性负载的大量接入和新型电力电子设备的大量应用,使得微电网谐波污染问题日益严重。传统的谐波治理方法存在投资成本高、设备利用率低等问题。微电网中含有大量与有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)拓扑结构相似的并网逆变器...
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非线性负载的大量接入和新型电力电子设备的大量应用,使得微电网谐波污染问题日益严重。传统的谐波治理方法存在投资成本高、设备利用率低等问题。微电网中含有大量与有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)拓扑结构相似的并网逆变器,只需要改进控制方式,就能使其在实现功率并网的同时对微电网的谐波进行治理。具有谐波治理功能的并网逆变器称为多功能并网逆变器(Multi-Functional Grid-Tied Inverter,MFGTI)。利用多功能并网逆变器治理谐波可以节省设备空间,降低投资成本,提高设备利用率。但是,谐波治理会占用多功能并网逆变器一部分容量,合理分配各台多功能并网逆变器参与谐波治理的容量,可以提高谐波治理效果。本文首先对微电网谐波污染的来源和治理方式进行分析,给出多功能并网逆变器的剩余容量与功率并网量之间的关系,对多功能并网逆变器参与谐波治理容量的计算公式进行简化。其次,分析微电网中多功能并网逆变器的两种谐波治理模式以及两种模式谐波治理效果的影响因素。推导多功能并网逆变器与微电网各节点之间的谐波治理灵敏度计算公式,在此基础上获得微电网谐波治理所需要的最大最小容量的计算方法。在多功能并网逆变器总剩余容量较大的情况下,建立多功能并网逆变器谐波治理容量最优分配模型,最后采用嵌套谐波潮流计算的模拟退火粒子群算法进行求解,选取IEEE33节点系统进行算例验证。最后,针对分布式电源出力波动引起的多功能并网逆变器剩余容量变化问题,本文综合考虑微电网运行成本和谐波治理效果,建立多功能并网逆变器有功出力和谐波治理二层优化模型。其中,上层以微电网运行成本最低为目标,确定多功能并网逆变器的有功并网量和可用于谐波治理的容量。下层以谐波治理容量最小、效果最好为目标,确定多功能并网逆变器参与谐波治理容量和谐波治理经济效益。最后采用嵌套谐波潮流计算的模拟退火双层粒子群算法结合算例对二层优化模型进行了验证与分析。结果表明,所建立的模型在多功能并网逆变器总剩余容量较大和较小的情况下均能给出谐波治理容量的最优分配方案。
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