[发明专利]一种大容量岸电规模化应用后的综合资源优化配置方法及系统

说明书

一种大容量岸电规模化应用后的综合资源优化配置方法，包括配电网综合资源优化、无源滤波器的参数配置、建立电能质量治理模型及建立计算求解最优方案几个环节，其系统是FC+SVG混合治理系统结构，且配置在中心变电所或总降压站，以谐波抑制效果最好和电能质量治理装置投资费用最小为目标函数，对港口配电网谐波治理装置容量配置和参数选型进行多目标优化，更多考虑了谐波等电能质量的影响，提高了高次谐波的滤波能力，更有效的在大规模岸电接入的情况下保护了配电网，且该方法简单，容易实现。

【技术领域】

本发明涉及大容量岸电规模化应用后的电能质量分析与措施治理技术领域，特别涉及一种大容量岸电规模化应用后的综合资源优化配置方法。

【背景技术】

伴随着环境污染和能源危机问题的日益加重，国家对节能减排、优化能源消费结构也愈加关注。“电能替代”推动了能源发展方式的转变，对中国未来能源高质量发展起到了至关重要的作用。其中，停靠港口的船舶使用的岸电系统，能够有效实现港口减排，改善港口区域环境现状，使其与城市协调发展。但是由于岸电规模化的应用，使得港口配电网处于重载工况下，配电网中谐波电流增大，因此，在岸电接入台数增加的情况下会引起谐波畸变率超标问题。

例如某沿海港口，由于部分船上含有直接启动的大功率电机设备，启动时的无功冲击电流造成岸电保护跳闸。在这一背景下，岸电电源对配电网背景谐波比较敏感，为了降低规模化接入的岸电电源发射的谐波电流含量，必须将配电网的背景谐波电压控制在合理的范围之内。同时，随着岸电接入规模的增大，港口配电网中的功率损耗也逐渐增大，因此，港口配电网电能质量治理的重点是谐波滤波和无功补偿，解决规模化接入后造成的谐波畸变率高的电能质量问题，以保证系统安全稳定运行。

目前，对于专门岸电系统保护的研究比较少，且集中在针对船侧保护的改进中，并未在本质上提升配电网对船舶岸电的接纳能力；而在仅有的针对于岸电配网的研究中，也是侧重于岸电系统保护的信息采集系统的设计，只是设计了保护单元和相应的软件平台。没有根据岸电系统的特性，提出专门适应于岸电系统电能质量的综合资源优化配置方法。因此，针对于以上电能质量问题，提出一种岸电系统电能质量的综合资源优化配置方法，对电网电能质量和治理装置投资进行约束或平衡。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种大容量岸电规模化应用后的综合资源优化配置方法及系统，它能够克服现有技术的不足，针对大容量岸电装置规模化接入后的谐波畸变率高的问题，将电能质量和安全性指标作为约束条件，建立了配电网电能质量治理优化模型，其以谐波抑制效果最好和电能质量治理装置投资费用最小为目标函数，对港口配电网谐波治理装置容量配置和参数选型进行多目标优化，从而得到港口配电网不同负荷规模下的综合资源优化配置方案，该系统结构简单，方法容易实现。

本发明的技术方案：一种大容量岸电规模化应用后的综合资源优化配置方法，其特征在于它包括以下内容：

(1)大容量岸电规模化应用的配电网综合资源优化；

(1-1)根据大容量岸电规模化应用的配电网运行参数和谐波源频谱参数进行快速潮流计算，计算其节点电压、功率因数、有功功率和谐波；

(1-2)分析船舶岸电用户接入配电网的电能质量发射水平是否满足电能指标标准限值的要求；如果满足要求，则根据岸电用户接入规模确定大容量岸电规模化治理措施，以提升配电网对船舶岸电的接纳能力；若不满足要求，则修改配电网参数，重新进行潮流计算及谐波分析。

所述步骤(1-2)中根据岸电用户接入规模确定大容量岸电规模化治理措施是利用MATLAB计算得到；所述步骤(1-2)中修改配电网参数是利用Command语句实现。

(2)配置无源滤波器的参数；

(2-1)根据单调谐滤波器的补偿容量和接入点最高运行电压，公式 (1)～(5)计算单调谐滤波器的电抗参数X、电感参数L和电感参数C：