电力系统三相不对称谐波潮流计算的一种实用方法..docVIP

电力系统三相不对称谐波潮流计算的一种实用方法 余健明 ?高? 鑫 ?杨文宇 （西安理工大学电气工程系? 710048） 摘? 要：以基波潮流和谐波潮流的解耦性为基础，提出了一种将电力系统三相不对称基波潮流和谐波潮流分离迭代的计算方法。不对称基波潮流部分采用三相PQ分解法，并采用稀疏矩阵和对称矩阵技术进行存储，利用三项因子表求解；不对称谐波潮流部分采用解线性三相节点电压方程的方法，利用高斯消元法求解。算例表明，这种分离的迭代算法计算速度快，占用内存少，且具有很好的收敛性 关键词：不对称? 基波潮流? ?谐波潮流 A PRACTICAL METHOD FOR THREE-PHASE ASYMMETRICAL HARMONIC POWER FLOW IN POWER SYSTEM Yu Jianming , Gao Xin , Yang Wenyu (Xi’an University of Technology , Xi’an? 710048) Abstract: Based on the decoupling of fundamental power flow and harmonic power flow, a separate iteration method for calculating three-phase asymmetrical harmonic power flow in power system is presented. In this method, the three-phase fundamental power flow is calculated using the three-phase PQ decoupled algorithm in which the sparse and symmetrical matrix handling technology and three-phase factor table are used; while the three-phase harmonic power flow is solved by Gaussian elimination method with linear three-phase nodal voltage equation. The calculation results of an actual power system example demonstrate that this separate iteration method has higher speed, less occupied memory and better convergence. Keywords: asymmetry? fundamental power flow? harmonic power flow 1? 引? 言 由于电力电子技术的飞速发展，大量的非线性电力负荷使得电力系统中某些地区或网络的谐波问题日益严重。尤其是电气化铁道的迅猛发展，使得电力系统的三相对称关系发生了明显的变化，电力机车牵引负荷是波动性很大的大功率单相整流负荷，其不对称性和非线性所产生的负序与谐波问题严重地威胁着电力系统的安全运行[1]。因此，对电力系统三相不对称谐波潮流进行计算是对谐波问题分析和管理的一项重要基础工作。 谐波潮流是由基波潮流在非线性元件中转化产生的，它只占系统潮流的一小部分[2]。谐波源向系统提供的谐波功率来自于谐波源从系统吸取的基波功率，谐波潮流的改变会影响到基波潮流，进而谐波潮流再次变化，因此，理论上，基波潮流应和谐波潮流交替进行迭代，每进行一次基波迭代，谐波迭代要进行数次，使得谐波潮流趋于收敛，最终使谐波源节点的基波功率也趋于收敛。然而，这种交替进行迭代的方法不仅计算量大，程序编制复杂，而且最大的问题在于其收敛性，这主要是因为谐波潮流在数值上与基波潮流相差很大，交替迭代很容易出现不收敛的情况。 在基波潮流与谐波潮流的耦合关系中，基波潮流对谐波潮流的影响大，而谐波潮流对基波潮流的影响小。所以，从工程实际出发，可以先不考虑谐波潮流对基波潮流的作用，首先进行基波潮流计算，确定出基波潮流对谐波潮流的作用，然后再进行谐波潮流计算，这样就将基波潮流与谐波潮流的交替迭代转化为分离迭代，即实现了基波潮流和谐波潮流的解耦。本文根据以上作为基础，提出了一种电力系统三相不对称谐波潮流计算的实用方法，编制了相应的计算程序，进行了实例计算，结果表明，该算法内存占用少，计算量小，且具有可靠的收敛性。 2? 谐波源模型 电力系统中的谐波源主要是大型的整流装置，这些谐波源产生的谐波电流基本上只取决于它们的工作条件和外加电压，与外电路的阻抗关系不大，可以将这些谐波源