技術領域

本實用新型涉及電力系統高頻諧波計算領域相關技術領域，具體地說，涉及一種用于計算主動式配電網高頻諧波潮流的等效模型組合電路。

背景技術

近年來，隨著能源短缺和環境問題的日益突出，新能源發電技術在國家政策的大力支持下得到了迅猛的發展，大量的新能源發電裝置以分布式電源的形式接入到電網中，它的優點得到人們越來越多的關注。當分布式電源在逐漸發揮優勢時，也給電力系統帶來了一系列的負面影響。分布式電源帶來的難題，在近年來逐漸的成為電力工作者以及學術研究人員所關注的焦點，具體表現在配電網注入的高頻諧波對于潮流分布的影響等。

分布式電源越來越多的接入配電網，傳統單向潮流的被動式配電網正逐步演變成雙向潮流的集成分布式發電裝置的主動式配電網。然而，隨著分布式電源越來越多的接入配電網，其自身的問題也日益顯現。可再生能源以分布式電源形式并網通常需要通過電力電子裝置轉換成標準的工頻交流電供給負荷或并網。隨著技術的發展，并網逆變器使用的電力電子器件多為IGBT等全控型器件。IGBT屬于高頻開關元件，其開關頻率很高，在運行過程中會產生大量的高頻諧波。諧波疊加在基波上，造成基波波形嚴重畸變，造成很多精密的設備損壞，甚至造成變壓器損壞。同時，由于工業中非線性負荷的大量增加，引起了電網電壓、電流波形發生畸變，造成電網諧波污染。這些都給電力系統的規劃和運行帶來了很大的挑戰，其中對主動式配電網高頻諧波潮流的計算方法近年來逐漸成為電力行業所關注的主要問題之一。因此正確合理的計算主動式配電網的高頻諧波潮流有利于更好的制定諧波治理措施，降低電力系統諧波治理的成本，對于研究和發展主動式配電網具有十分重要的意義。然而，主動式配電網的高頻諧波潮流該如何進行計算，現有技術中還沒有相關的計算方法。沒有相關計算方法的主要原因在于，如何對主動式配電網中的各種元件器件以及配電線路進行模型等效，在現有技術中缺乏研究，導致無法開展高頻諧波潮流的后續計算。

實用新型內容

本實用新型針對主動式配電網高頻諧波潮流的計算方法近年來逐漸成為電力行業所關注的主要問題，而如何對主動式配電網中的各種元件器件以及配電線路進行模型等效，在現有技術中缺乏研究，導致無法開展高頻諧波潮流后續計算的問題，提供一種用于計算主動式配電網高頻諧波潮流的等效模型組合電路。

本實用新型所需要解決的技術問題，可以通過以下技術方案來實現：

一種用于計算主動式配電網高頻諧波潮流的等效模型組合電路，其特征在于，包括：

上級背景諧波等效模型電路，其采用諧波電壓源進行等效，所述上級電源等效模型電路替代上級電源連接在所述等效模型組合電路中的對應位置；

電壓源型并網逆變器等效模型電路，其采用一個受控諧波電壓源和逆變器等效諧波阻抗串聯等效，所述電壓源型并網逆變器等效模型電路替代電壓源型并網逆變器連接在所述等效模型組合電路中的對應位置；

電流源型并網逆變器等效模型電路，其采用一個受控諧波電流源和逆變器等效諧波阻抗并聯等效，所述電流源型并網逆變器等效模型電路替代電流源型并網逆變器連接在所述等效模型組合電路中的對應位置。

本實用新型中，所述主動式配電網結構，包括：形成高頻背景諧波的上級電源，上級電源連接配電變壓器的一次側，所述配電變壓器的二次側連接配電線路，配電線路的輸出端連線性負荷、包含電壓源型并網逆變器的非線性負荷以及包含電流源型并網逆變器的非線性負荷。

本實用新型中，所述受控諧波電壓源表示為：

其中，u_dc為電壓源型并網逆變器直流側電壓，f_k為開關頻率，k為調制比。

本實用新型中，所述受控諧波電流源表示為：

其中，i_dc為電流源型并網逆變器直流側電流，f_k為開關頻率，k為調制比。

本實用新型中，所述主動式配電網中設置有配電變壓器，所述配電變壓器采用高頻諧波阻抗進行等效，并連接在所述等效模型組合電路的對應位置，所述配電變壓器的高頻諧波阻抗表示為：

其中，h為主動式配電網的高頻諧波次數，為配電變壓器的基波阻抗。

本實用新型中，所述主動式配電網包括連接所述配電變壓器和負荷的配電線路，所述配電線路采用高頻諧波阻抗和高頻諧波導納等效，并連接在所述等效模型組合電路的對應位置，所述配電線路的高頻諧波阻抗和高頻諧波導納表示為：