文章解读与仿真程序复现思路——电力自动化设备EI\CSCD\北大核心《考虑光伏不确定性的配电网谐波监测优化配置方法 》

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要要点的概述:

  1. 问题背景:大规模分布式光伏(PV)并入配电网在运行中易产生大量谐波,严重影响电能质量,需要实现谐波全局可观,为谐波治理提供数据基础。

  2. 研究目的:提出一种考虑光伏不确定性的谐波监测点优化配置方法。

  3. 方法论

    • 提出节点综合谐波敏感因子评估配电网节点受谐波影响的程度。
    • 考虑光照强度和负荷随时间变化的特点,基于谐波潮流计算,提出谐波可观测矩阵。
    • 建立考虑节点谐波敏感因子的谐波监测优化配置模型。
    • 采用非支配排序遗传算法(NSGA-II)求解得到谐波监测点配置方案。
  4. 仿真与验证

    • 在IEEE 33节点配电系统上进行仿真验证所提方法的有效性。
    • 将所提方法与已有方法进行对比分析,验证了所提方法的优越性。
  5. 研究结果

    • 提出的优化配置方法在考虑光伏不确定性的基础上,能够实现可靠性、谐波可观和配置成本三者协调最优。
    • 通过谐波状态估计验证了所提方法的可行性与优越性。
  6. 关键词:配电网;节点综合谐波敏感因子;谐波可观测矩阵;电能质量;优化配置;非支配排序遗传算法。

为了复现论文中提到的配电网谐波监测优化配置方法的仿真实验,我们需要按照以下步骤进行:

  1. 初始化参数:根据论文中提供的参数设置仿真环境。
  2. 建立模型:建立配电网的数学模型,包括谐波源模型、光伏出力模型、充电站负荷模型等。
  3. 场景生成:使用蒙特卡洛模拟法(MCS)生成大量场景,并进行场景缩减。
  4. 谐波潮流计算:对每个场景进行谐波潮流计算,获取节点谐波电压数据。
  5. 优化配置:使用非支配排序遗传算法(NSGA-II)进行谐波监测点的优化配置。
  6. 结果分析:分析优化配置结果,并与传统方法进行对比。

以下是使用Matlab语言实现上述步骤的程序框架:

% 定义系统参数
params = struct(...'N', 33, ... % 节点总数'L', 48, ... % 支路总数'PV_nodes', [6, 13, 20, 24, 31], ... % 光伏并网点'EV_nodes', [16, 25], ... % 充电站节点'base_voltage', 12.66, ... % 基准电压'frequency', 50); % 系统频率% 初始化光伏出力和充电负荷的场景
pv_scenarios = generate_pv_scenarios(params);
ev_scenarios = generate_ev_scenarios(params);% 场景缩减
reduced_pv_scenarios = reduce_scenarios(pv_scenarios);
reduced_ev_scenarios = reduce_scenarios(ev_scenarios);% 谐波潮流计算
harmonic_profiles = harmonic_t潮流_calculation(params, reduced_pv_scenarios, reduced_ev_scenarios);% 优化配置模型
optimization_model = setup_optimization_model(params, harmonic_profiles);% 非支配排序遗传算法求解
nsga_result = nsga_ii_solve(optimization_model);% 输出结果
output_results(nsga_result);% 辅助函数定义
function scenarios = generate_pv_scenarios(params)% 生成光伏出力场景
endfunction scenarios = generate_ev_scenarios(params)% 生成充电站负荷场景
endfunction reduced_scenarios = reduce_scenarios(scenarios)% 场景缩减算法
endfunction profiles = harmonic_t潮流_calculation(params, pv_scenarios, ev_scenarios)% 谐波潮流计算
endfunction model = setup_optimization_model(params, harmonic_profiles)% 建立优化配置模型
endfunction result = nsga_ii_solve(model)% 使用NSGA-II算法求解优化问题
endfunction output_results(results)% 输出结果
end

请注意,上述代码是一个框架性的伪代码,实际的函数实现需要根据论文中提供的算法和公式来完成。具体的谐波潮流计算、场景缩减算法、优化模型建立和NSGA-II算法求解需要详细设计和编码。

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