1、电 力 系 统 及 其 自 动 化 学 报Proceedings of the CSU-EPSA第 35 卷 第 2 期2023 年 2 月Vol.35 No.2Feb.2023“双高”配电网下变电站并联电容器灵活投切李建文,杨瑞卿,李戎,马小棠(华北电力大学电气与电子工程学院,保定 071003)摘要:针对目前变电站并联电容器组投切方案存在的设备利用率低和易受双高配电网宽频谐波影响而损坏的问题,提出一种考虑谐波宽频特性的并联电容器组灵活投切策略。首先,建立 10 kV 配电网并联补偿模型和电容器组投切方案集合。然后,运用模态分析法确定投切方案网络谐振点。最后,从并联补偿方案的谐波谐振机理出发
2、,设计程序计算谐波电流放大倍数,确定并联补偿方案基本可行域,筛选出最优投切组合。算例仿真表明,该投切策略能在实现原有无功补偿的功能上,提高设备总体利用率,避免并联电容器组投入后产生的谐波谐振和谐波电流放大。关键词:配电网;并联电容器;模态分析;电容器组投切;谐波抑制中图分类号:TM72文献标志码:A文章编号:1003-8930(2023)02-0132-08DOI:10.19635/ki.csu-epsa.001037Flexible Switching of Shunt Capacitors in Highly Renewable and Highly PowerElectronics Di
3、stribution NetworkLI Jianwen,YANG Ruiqing,LI Rong,MA Xiaotang(School of Electrical and Electronic Engineering,North China Electric Power University,Baoding 071003,China)Abstract:Aimed at the problems of low equipment utilization and susceptibility to damage caused by wide-frequencyharmonics in a hig
4、hly renewable and highly power electronics distribution network in the existing switching scheme forshunt capacitor banks in substations,a flexible switching strategy for shunt capacitor banks considering the wide-frequency characteristics of harmonics is proposed.First,a parallel compensation model
5、 of 10 kV distribution network anda set of switching schemes for capacitor banks are established.Then,the modal analysis method is used to determinethe network resonance point.According to the harmonic resonance mechanism of the parallel compensation scheme,aprogram is designed to calculate the magn
6、ification of each order harmonic current.Afterwards,the basic feasible regionin the parallel compensation scheme is determined,and the optimal switching scheme is selected.Finally,the simulation results of an example show that the proposed switching strategy can improve overall equipment utilization
7、 whileachieving the basic functions of reactive power compensation.In addition,it can avoid the harmonic resonance and harmonic current amplification when the shunt capacitor banks are put in.Keywords:distribution network;shunt capacitors;modal analysis;capacitor bank switching;harmonic suppression目
8、前,随着我国新能源发电规模的快速增加,以及电网“源-网-荷”各部分电力电子化程度逐年提高,电力系统正逐步向高比例新能源发电和高比例电力电子设备(“双高”)趋势发展1。同时,随着电网用户侧电力电子设备使用量的持续增加,电网中的谐波愈发呈现宽频域的特点,使配电网中谐波问题更加严重。在电力系统中,电容器由于其结构简单、制造和维护成本低等优点,是目前配电网中最主要的无功补偿装置,其所提供的无功补偿容量占电力系统(含用户侧)无功总补偿容量的90%以上2。同时,在具有并联电容器补偿的系统中,系统阻抗在某一频率下可能与电容器阻抗发生谐振,从而引起注入系统和电容器组的谐波电流被放大3,对电容器组的正常工作造成
9、不利的影响,严重时甚至损毁电容器4。据统计5,内蒙古电网有在运10 kV并联电容器装置1 056台,在2011年2017年中,有583台次发生事故,55.7%的事故类型为发热异常,而谐波的影响是一大诱因。在实际应用中,为了抑制投切电容器组时的涌收稿日期:2022-01-17;修回日期:2022-06-20网络出版时间:2022-07-04 17:17:55基金项目:中央高校基本科研业务专项资金资助项目(2020MS095)李建文等:“双高”配电网下变电站并联电容器灵活投切李建文等:“双高”配电网下变电站并联电容器灵活投切133第 35 卷流,通常给并联电容器串接不同串抗率的电抗器6。例如,采用
10、串抗率为4.5%的电容器组抑制3次谐波,采用串抗率为12%的电容器组抑制5次谐波。同时,为灵活地对配电网进行无功补偿和电压支撑,实际使用时常将多组不同串抗率的电容器混装在同一变电站内7,并依据实际无功补偿需要进行投切。按照目前变电站并联电容器组的运行规范要求,使用时先投入高串抗率的电容器组,后投入低串抗率的电容器组,造成低串抗率电容器组投入次数少,甚至基本不投入,导致低串抗率电容器组设备利用率低。并联电容器投切研究是根据配电网状态信息,确定电容器组投切方案,以实现降低系统网损8、提高设备利用率等预期目标9。文献10采用遗传算法和禁忌搜索TS(taboo search)算法,对配电网电容器的实时
11、投切进行优化;文献11以降低配电网在运行过程中的网损为目的,对并联电容器组的投切进行优化;文献12讨论了配电网多负荷水平下变电站并联电容器组优化配置问题。目前并联电容器优化投切的研究多聚焦于降低网损,或实现无功补偿效益的最大化,尚未考虑在配电网谐波影响下,不合理的投切方法可能引起电容器组损坏这一问题。综上,有必要考虑在双高配电网宽频谐波影响下,改进目前变电站内混装不同串抗率电容器组的投切方案。在避免引起配电网和电容器组谐波电流放大的前提下,针对实际配电网无功补偿需求和谐波情况,灵活地投切并联电容器组,提高并联电容器组的设备利用率和设备控制精细化水平。1配电网并联补偿模型1.1配电网基本运行情况
12、分析谐波背景下并联电容器组的投切问题,要建立配电网并联补偿的基本模型。并针对配电网运行时的节点电压和潮流信息,建立并联电容器组的投切组合库。配电网并联补偿模型如图1所示。图1中,U2为用户侧电压,U1为配电网侧电压,US为输电网电压;RL+jXL为配电线路阻抗,RT+jXT为变压器阻抗,P2+jQ2为用户侧负载,P1+jQ1为配电网负载。加装并联补偿装置前,不计电压降落横分量,用户侧电压U2可表示为|U1=US-P1RT+Q1XTUSU2=U1-|P1-S21U21RTRL+|Q1-S21U21XTXLU1(1)对于明确了用户侧电压U2补偿需求的配电网,并联电容器组需提供的无功容量QC可表示为
13、QC=Q1-S21U21XT-U1U2-U21+|P1-S21U21RTRLXL(2)确定了配电网需补偿的无功容量和单台并联电容器额定容量,即可求出所需补偿的电容器组数。1.2配电网并联补偿方案目前,配电网中电容器串抗率种类较多,例如在贵州电网中,主要存在6%和12%两种串抗率,华北电网中则大量采用4.5%和12%串抗率电容器。在 2008 年发布的 并联电容器装置设计规范(GB 502272008)中指出,电抗率应根据并联电容器装置接入电网处的背景谐波含量选择,亦可采用4.5%6%与12%两种串抗率混装方式。变电站内混装不同串抗率电容器相比于仅配置单一串抗率电容器,具有运行方式灵活、电抗器消
14、耗的容性无功少等优点,故应用最为广泛。本文以变电站内混装串抗率为4.5%和12%电容器组为例,分析配电网并联补偿方案。假设变电站内有n组并联电容器支路,分别对应有m组串抗率为4.5%的并联电容器支路,和n-m组串抗率为12%的并联电容器支路。同时需要投入补偿的并联电容器组数为k。建立电容器组投切方案集合的流程如图2所示。由图2可知,输入并联电容器补偿组数k和变电站内电容器组数n和m,即可建立并联电容器投切组集合。图 1配电网并联补偿模型Fig.1Parallel compensation model of distributionnetwork变压器线路并联电容器组-jQC谐波源模型用户侧负载
15、S2=P2+jQ2U2RL+jXLU1RT+jXTUSInS1=P1+jQ1电 力 系 统 及 其 自 动 化 学 报134第 2 期2并联电容器投切策略制定谐波背景下并联电容器组的投切策略主要是对已建立的并联电容器组投切方案进行谐波谐振分析,进而根据配电网中的谐波情况,在避免注入电容器组及配电网中谐波电流超标的前提下,尽量抑制用户侧谐波注入配电网。2.1并联补偿方案网络谐振分析目前,谐波谐振分析方法主要有频谱分析法、模态分析法等,相比于频谱分析法,模态分析法不仅能提供丰富的谐振信息,而且求解过程相对简单13。因此,本文采用模态分析法分析并联电容器组投入后的谐波谐振问题。当系统存在频率f的并联
16、谐振时,节点导纳矩阵Y的最小特征值趋于零相关。部分节点谐波电压可表示为Uf=Y-1fIf(3)式中:Yf为频率是f时的系统节点导纳矩阵;Uf、If分别为频率是f时节点电压和节点注入的电流。系统节点导纳矩阵Yf又可分解为Yf=P-1P(4)式中:为由特征值构成的对角矩阵;P为矩阵Yf特征向量矩阵。联立式(3)和式(4)可得Uf=Y-1fIf=P-1-1PIfPUf=-1PIf(5)式中:PUf为模态电压,定义U=PUf;PIf为模态电流,定义I=PIf。则式(5)可化简为U=-1I(6)即|U1U2Un=|-110000-1200000000-1n|I1I2In(7)当系统在频率为f时发生并联谐
17、振,i是一个很小的值,则很小的模态电流Ii就将产生很大的模态电压Ui。且上述过程解耦了模态电压和模态电流变量,使变量之间相互独立,有利于识别谐振的位置。通过上述方法可寻找出投入电容器组后的系统谐振点,算法原理如图3所示。2.2电容器补偿方案谐波谐振机理分析在具有并联电容器补偿的系统中,系统阻抗在某一频率下可能与并联电容器组发生谐振,从而引起谐波源注入配电网和电容器组的谐波电流被放大14,导致配电网中谐波电流超标及影响电容器组的安全稳定运行。配电网谐波谐振的基本原理如图4所示。本文重点分析配电网中谐波源为电流源这一常见情况15,并将谐波电流源进行诺顿等效。图4中,Ih为谐波源h次谐波电流;ISh
18、为注入配电网的图 2建立电容器组投切方案集合Fig.2Establishment of a set of switching schemes forcapacitor bank开始输入需要投入补偿电容器组数k输入串抗率4.5%电容器组数m和12%串抗率电容器组数n-m共有i=(k+1)种投入组合共有i=(k+1)-(k-m)-(k-n+m)种投入组合仅1种投入组合,电容器组全投入录入网络参数信息,建立网络节点导纳矩阵Yf判断是否kminm,n-m判断是否kn结束是否是否图 3模态分析法遍历并联谐振点原理Fig.3Schematic of modal analysis method traver
19、singparallel resonance points开始输入配电网参数信息,构造节点导纳矩阵Yf定义模态分析频率段及模态分析步长计算该频率f下对角矩阵的特征值i频率f值增加1个步长将特征值-1i的模赋值给矩阵C输出矩阵C判断频率 f 是否在模态分析频率端内结束是否李建文等:“双高”配电网下变电站并联电容器灵活投切135第 35 卷h次谐波电流;ICh为注入电容器组的h次谐波电流;hXS为配电网系统h次谐波阻抗;hXT、hXl分别为变压器和输电线路的 h 次谐波感抗;hXL1、hXL2、hXLm分别为低串抗率(串抗率为4.5%)各 电 容 器 支 路 h 次 谐 波 感 抗,且 存 在hX
20、L1=hXL2=hXLm;XC1h、XC2h、XCmh分别为低串抗率各电容器支路h次谐波容抗,且存在XC1/h=XC2/h=XCm/h。设高串抗率(串抗率为12%)各电容器支路h次谐波感抗分别为hXL(m+1)、hXL(m+2)、hXLn,且存在hXL(m+1)=hXL(m+2)=hXLn;h 次谐波容抗为XC()m+1h、XC(m+2)h、XCnh,且存在XC()m+1/h=XC(m+2)/h=XCn/h,则该变电站内并联电容器组的总电抗可表示为X=1m(hXL1-XC1h)1n-m(hXLn-XCnh)1m(hXL1-XC1h)+1n-m(hXLn-XCnh)(8)此时注入配电网系统和电容
21、器组的谐波电流关系可表示为ISh=XX+hXT+hXSIh=ShIh(9)ICh=hXT+hXSX+hXT+hXSIh=ChIh(10)式中,Sh、Ch分别为配电网系统和并联电容器的谐波电流放大系数。注入的串抗率为4.5%的单条并联电容器支路的谐波电流大小可表示为ICm=1n-m(hXLn-XCnh)(hXL1-XC1h)+mn-m(hXLn-XCnh)ICh(11)注入的串抗率为12%的单条并联电容器支路的谐波电流大小可表示为ICn=1m(hXL1-XC1h)n-mm(hXL1-XC1h)+(hXLn-XCnh)ICh(12)当X=-()hXT+hXS时,Sh=,Ch=,此时不论Ih大小,均
22、有ISh=,ICh=(由于实际存在电阻,ISh和ICh是有限大值),这种情况称为谐波谐振,此时注入配电网和并联电容器组的谐波电流极大,极有可能导致电容器组的烧毁。当Sh和Ch大于1时,称为注入配电网谐波电流放大和注入电容器谐波电流放大;当Sh和Ch均小于1时,此时网络对注入的谐波有抑制效果。为避免投入电容器组后系统谐振,必须分析所有潜在的投入组合,并找到投入组合的谐振点。同时在该谐振点附近频率段的谐波会被严重放大,选择电容器组投切方案时尽量选择谐振点附近处谐波含量较少的方案,避免谐振和减少对谐波电流的放大作用,并尽量抑制用户侧谐波注入配电网。2.3谐波背景下电容器投入方案的选择由于系统中存在电
23、阻,在谐振点h0处,Sh和Ch是远大于1的有限值,同时系统在其他频率段处,也存在谐波电流被放大问题(Sh和Ch大于1)。因此,计算系统各次谐波电流放大倍数,并采集投入电容器组前的配电网谐波数据,来计算电容器投入方案下的配电网谐波,进而选取约束条件,选出最优的方案,以充分发挥并联电容器组谐波抑制的功能。谐波背景下电容器投切方案选择原理如图5所示。对预先建立的并联电容器组投切方案集合,先运用模态分析法找寻系统谐振点,避免投入后系统谐振点落入常见谐波频率段处(配电网中如3、5、7次谐波)。再运用图5算法,计算投入补偿后配电网的谐波放大情况,并结合配电网中的谐波数据,去除投入补偿后谐波电流含量超标的投
24、切电容器组合,建立并联电容器组投切方案可行域集合。确定了并联电容器组投切组合的基本可行域后,再依据优化条件筛选出最优的投切组合,优化条件可根据工程实际灵活调整。本文以总谐波畸变率ITHD最小为约束条件,选出投入并联电容器后总谐波畸变率最小的方案,作为最优方案。总谐波畸变率ITHD可表示为ITHD=h=2nI2Sh/I2N(13)式中:ISh为各次谐波电流;I2N为电网额定电流。图 4配电网谐波阻抗分析原理Fig.4Schematic of harmonic impedance analysis ofdistribution networkhX1hXTIShhXSIChIhhXLnXCnhhXL
25、mhXL2hXL1XCmhXC2hXC1h电 力 系 统 及 其 自 动 化 学 报136第 2 期3算例仿真分析以第2节提出的并联电容器组投切策略为基础,在10 kV配电网并联补偿模型中,依据实际配电网中的谐波数据,进行仿真验证。3.110 kV 配电网基本运行情况某10 kV配电网变电站主变压器额定容量为45 MVA,额定变比为110 kV/10.5 kV,低压侧短路损耗为85 kW,短路电压百分比为7%;变电站母线接有3条配电线路,线路长度分别为3 km、4 km和5 km,均采用 LJ-25 型号导线;线路电阻率r1=0.39/km、线路电抗率x1=1.27/km,所带用户侧负荷为S1
26、、S2和S3;用户侧谐波电流源为In1、In2和In3。10 kV配电网最大、最小负荷时节点电压和潮流分布如表1所示;配电网并联补偿简化模型如图6所示。图6中,变电站内并联电容器组额定工作电压为10.5 kV;单支路触点电阻为2;额定补偿容量为0.45 MVA;有3组串抗率为12%的电容器,阻抗值分别为为ZLC1、ZLC2和ZLC3;3组串抗率为4.5%的电容器,阻抗值分别为ZLC4、ZLC5和ZLC6。图 5谐波背景下电容器投切方案选择原理Fig.5Schematic of capacitor switching scheme selectionunder harmonic backgrou
27、nd输入并联电容器补偿组数n、网络参数Yf建立并联电容器组投切集合A应用模态分析法找寻电容器组投切集合的谐振点计算系统、电容器组的谐波电流放大倍数采集配电网谐波数据并赋值给矩阵B去除谐振点落在谐波含量大的频率段电容器组投入方案计算投入补偿后的配电网谐波电流大小,并赋值给矩阵H去除投入补偿后谐波电流超标和谐波电流放大倍数大于2的方案计算各种方案下投入电容器后的总谐波畸变率选取总谐波畸变率最小的投切方案为最优方案开始结束判断矩阵H中低次谐波电流是否超标是否表 110 kV 配电网潮流、节点电压信息Tab.1Information about power flow and node voltage
28、in10 kV distribution network节点编号N1N2N3N4N5配电网最大负荷节点电压/kV109.3010.429.078.498.45用户侧支路编号L1L2L3支路送端功率/MVA4.31+j2.573.89+j2.863.52+j2.24配电网最小负荷节点电压/kV109.510.449.409.269.11用户侧支路编号L1L2L3支路送端功率/MVA3.45+j1.812.87+j1.562.52+j1.43图 610 kV 配电网并联补偿简化模型Fig.6Simplified parallel compensation model of 10 kV distri
29、bution networkS3U3In3ZL3N4ZL2ZL1N3N2U4U5S2S1In2In1U2N5U1N1USZLC1ZLC2ZLC3ZLC4ZLC5ZLC6用户侧谐波源T110 kV/10.5 kV由表1可知,当配电网最大负荷时,各节点电压过低;当配电网最小负荷时,部分节点电压偏低,而投入并联电容器进行无功补偿的目标是维持配电网末端节点电压在9.5 kV及以上。3.210 kV 配电网并联补偿方案针对10 kV配电网无功补偿和电压支撑需求,计算配电网无功补偿容量及所需补偿的电容器组数。投入并联电容器后节点电压如表2所示。表 2经无功补偿后配电网节点电压Tab.2Node volta
30、ge of distribution network afterreactive power compensation节点编号N2N3N4N5补偿4组电容器后节点电压10.439.679.519.53补偿2组电容器后节点电压10.459.749.729.63kV李建文等:“双高”配电网下变电站并联电容器灵活投切137第 35 卷当配电网最小负荷时,只需投入2组并联电容器进行无功补偿,则有以下3种组合方案:(1)2组4.5%串抗率电容器;(2)1组4.5%串抗率电容器,1组12%串抗率电容器;(3)2组12%串抗率电容器。当配电网最大负荷时,则需投入4组并联电容器进行无功补偿,有以下3种组合方案
31、:(1)3组4.5%串抗率电容器,1组12%串抗率电容器;(2)2组4.5%串抗率电容器,2组12%串抗率电容器;(3)1组4.5%串抗率电容器,3组12%串抗率电容器。3.3并联补偿方案模态分析应用模态分析法分析上述建立的并联电容器组投入方案。最大负荷时电容器组投入方案的并联谐振点如图7所示;最小负荷时电容器组投入方案的并联谐振点如图8所示。由图7可知,投入4组电容器时,方案2的并联谐振点在4次谐波频率段附近,如果此时配电网中含有较多4次谐波,采用该方案会导致注入电容器组的4次谐波被严重放大,甚至会烧毁电容器组。由图8可知,投入2组电容器时,方案1的并联谐振点在3次谐波频率段,该投入方案会严
32、重放大注入配电网、电容器组的3次谐波,在目前配电网3、5、7次谐波含量较大的背景下,该方案存在严重隐患,不建议采用。方案2的并联谐振点在4次谐波频率段,若配电网中4次谐波含量大,则不建议采用方案2。3.4并联补偿方案选择新型工业园区中配电网接入高比例电力电子设备导致其谐波电流含量增大,例如半导体制造行业、新型装备制造业等。而3次谐波产生的主要原因是大量单相非线性负荷或大型单相设备接入配电网,例如现代城市办公区大量的照明设施和空调设备,其3次谐波污染严重。在10 kV配电网最大、最小负荷时谐波电流数据如表3所示。由表3可知,配电网中含有大量3、5、7等奇数次谐波,偶数次谐波含量相对较低。已知配电
33、网谐波数据和并联电容器补偿方案所对应的投切组合,便可运用图5所示算法原理,计算投入补偿后配电网中的谐波含量和注入并联电容器组内的谐波电流含量。并联电容器组投入后配电网中谐波电流含量如表4所示。由表4可知,当配电网处于最小负荷时,需投入2组并联电容器,对应有3种投切组合。由第2节模态分析可得,若投入2组串抗率为4.5%的电容器,将会导致3次谐波的严重放大,因此在实际投切时必须避免此投切组合;而相比其余2种方案,采取投入1组串抗率为4.5%,1组串抗率为12%的方案即方案2,不会导致注入配电网谐波电流放大,且投入后对谐波的抑制效果更优。投入前后的配电网谐波含量对比如图9所示。当配电网处于最大负荷时
34、,需投入 4 组电容器。此时采用方案2,能最大程度抑制配电网中谐波电流。投入前后的配电网谐波含量对比如图10所示。而按传统的投切方案,此时应先投入高串抗图 7投入 4 组电容器时模态分析结果Fig.7Modal analysis results when 4 sets of capacitorsare put in76543210f/Hz谐波电流放大倍数2070520170120220 270 320 370 420 4703组4.5%和1组12%串抗率2组4.5%和2组12%串抗率1组4.5%和3组12%串抗率(120,3.749)(125,3.688)(115,3.123)(215,3.4
35、62)(195,5.383)(175,6.007)图 8投入 2 组电容器时模态分析结果Fig.8Modal analysis results when 2 sets of capacitorsare put in2组4.5%串抗率1组4.5%和1组12%串抗率76543210f/Hz谐波电流放大倍数2070520170120220 270 320 370 420 470(125,3.182)(130,2.754)(205,4.417)(160,6.677)2组12%串抗率表 3配电网公共连接点处谐波电流值Tab.3Harmonic current value at point of comm
36、on coupling of distribution network配电网负荷情况最大负荷最小负荷2次谐波电流/A0.420.313次谐波电流/A4.353.954次谐波电流/A0.340.295次谐波电流/A7.826.716次谐波电流/A0.290.247次谐波电流/A5.794.688次谐波电流/A0.140.119次谐波电流/A0.850.7810次谐波电流/A0.410.2311次谐波电流/A2.261.7212次谐波电流/A0.530.4913次谐波电流/A1.671.30总谐波畸变率/%6.755.73电 力 系 统 及 其 自 动 化 学 报138第 2 期表 4投入并联补偿
37、后配电网中各次谐波电流值Tab.4Current value of each order harmonic in distribution network when parallel compensation is put in率电容器组,然后再投入低串抗率电容器组,即方案3,其谐波抑制效果并不如方案2。同样由表4可以看出,方案1的谐波抑制效果差于方案2,此时方案2为最优方案。灵活投切策略还能降低4.5%串抗率电容器设备的闲置,提高整体设备利用率,如表5所示。4结论高比例分布式新能源和高比例电力电子设备(“双高”)是配电网发展的必然趋势。在此背景下,本文提出的“双高”配电网下并联电容器灵活投切
38、策略相比于传统投切策略,具有以下特点和优势。(1)相比于传统并联电容器较为固定的投切策略,该投切策略依据配电网实时状态信息(节点电压、潮流)预先建立电容器投切组合集,并可依据配电网实时谐波特点,灵活地选择并联电容器投切方案。(2)本文运用模态分析法,对建立的并联电容器组投切方案集合进行谐波谐振分析,避免电容器投入后可能产生的网络谐波谐振问题。(3)该投切策略可在实现原有配电网无功补偿和电压支撑的基础功能上,从投切组合集中筛选出能最大程度抑制用户侧谐波注入配电网母线的投切方案。参考文献:1马宁宁,谢小荣,贺静波,等(Ma Ningning,Xie Xiaorong,He Jingbo,et al
39、).高比例新能源和电力电子设备电力系统的宽频振荡研究综述(Review of wide-band oscillation in renewable and power electronics highly integratedpower systems)J.中国电机工程学报(Proceedings ofthe CSEE),2020,40(15):4720-4731.2肖湘宁,韩民晓,徐永海,等.电能质量分析与控制M.北京:中国电力出版社,2010.3Montoya F G,Garcia-Cruz A,Montoya M G,et al.Powerquality techniques resea
40、rch worldwide:A reviewJ.Renewable&Sustainable Energy Reviews,2016,54:846-856.4张华赢,李艳,高敏,等(Zhang Huaying,Li Yan,GaoMing,et al).计及容量加权的谐波责任划分方法(Harmonic responsibility division method considering capacityweighting)J.电力系统及其自动化学报(Proceedingsof the CSU-EPSA),2021,33(4):135-141.5荀华,张翔宇,李国浩,等(Xun Hua,Zhang
41、 Xiangyu,LiGuohao,et al).内蒙古电网并联电容器装置缺陷统计分析(Defect analysis of parallel capacitors in Inner Mongolia power grid)J.内蒙古电力技术(Inner MongoliaElectric Power),2017,35(2):10-14.补偿要求最小负荷时投入2组电容器最大负荷时投入4组电容器组合方案1231232次谐波电流/A0.2610.2780.2970.4970.5330.5743次谐波电流/A8.9200.8150.4141.1630.5190.3324次谐波电流/A0.0780.71
42、60.1130.0690.3080.2575次谐波电流/A0.3290.5973.0070.2560.3670.6456次谐波电流/A0.0410.0610.1130.0340.0440.0627次谐波电流/A1.0611.4542.2760.9161.1341.4839次谐波电流/A0.2100.2720.3790.1680.2000.24911次谐波电流/A0.5320.6700.8900.4860.5720.69513次谐波电流/A0.4190.5220.6870.3750.4390.527总谐波畸变率/%5.4872.1353.9941.7161.6332.011图 9最小负荷时投入补
43、偿前后配电网谐波含量对比Fig.9Comparison of harmonic content of distributionnetwork before and after compensation underminimum load未加装补偿采用方案276543210谐波次数谐波电流/A121445678910 11 12 133图 10最大负荷时投入补偿前后配电网谐波含量对比Fig.10Comparison of harmonic content of distributionnetwork before and after compensation undermaximum load未
44、加装补偿采用方案2876543210谐波次数谐波电流/A121445678910 11 12 133采用方案3表 5不同投切方案下电容器使用情况Tab.5Capacitor usage under different switching schemes配电网负荷情况最大负荷最小负荷4.5%串抗率电容器投入组数灵活投切方案21传统投切方案10李建文等:“双高”配电网下变电站并联电容器灵活投切139第 35 卷6张权,胡海涛,陶海东,等(Zhang Quan,Hu Haitao,TaoHaidong,et al).基于电容器投切法的牵引供电系统谐波阻抗测试分析(Harmonic impedance
45、 measurementanalysis of traction power supply system based on capacitor switching technology)J.电力自动化设备(ElectricPower Automation Equipment),2017,37(11):145-150.7赵莉华,雷晶晶,张亚超,等(Zhao Lihua,Lei Jingjing,Zhang Yachao,et al).谐波情况下电网无功补偿器容量算法的研究(Research on methods of reactive power compensation capacitor i
46、n electric networks under harmonicconditions)J.电力系统及其自动化学报(Proceedingsof the CSU-EPSA),2016,28(6):68-72.8Abedini M,Davarpanah M,Sepehr A,et al.Shunt capacitor bank:transient issues and analytical solutionsJ.International Journal of Electrical Power and Energy Systems,2020,120:106025.9林峰,梁一桥,吕佳铭,等(Li
47、n Feng,Liang Yiqiao,L Jiaming,et al).10 kV配电线路串、并联混合电容器补偿技术研究(Study on compensation technology of seriesand parallel mixed capacitor at 10 kV distribution line)J.电力电容器与无功补偿(Power Capacitor&Reactive Power Compensation),2019,40(3):10-15.10 Tushar M H K,Assi C.Volt-VAR control through joint optimizatio
48、n of capacitor bank switching,renewable energy,and home appliancesJ.IEEE Trans on Smart Grid,2018,9(5):4077-4086.11 Balu K,Mukherjee V.Siting and sizing of distributed generation and shunt capacitor banks in radial distributionsystem using constriction factor particle swarm optimizationJ.Electric Po
49、wer Components and Systems,2020,48(6-7):697-710.12 张程,王主丁,张宗益,等(Zhang Cheng,Wang Zhuding,Zhang Zongyi,et al).多负荷水平下配电网电容器优化配置算法(An algorithm for optimal configuration of capacitors in distribution network under multi-load levels)J.电网技术(Power System Technology),2010,34(12):85-89.13 李建文,阮筱菲,李永刚,等(Li J
50、ianwen,Ruan Xiaofei,Li Yonggang,et al).弱电网下多LCL型并网逆变器谐振模态分析(Resonance modal analysis for multiple LCL-type grid-connected inverters in weak grid)J.太阳能学报(Acta Energiae Solaris Sinica),2021,42(2):346-355.14 李尚盛,吴楠,查晓明,等(Li Shangsheng,Wu Nan,ZhaXiaoming,et al).基于电容器分组投切的电网谐波阻抗特性研究(Study on network harm