1.一种基于柔性多状态开关的配电网电能质量治理方法,其特征在于,该方法包括:将柔性多状态开关FMS根据实际需求安装在电力系统中的节点上,所述电力系统为单相和/或三相不平衡配电网;根据所述三相不平衡电力系统的实际运行数据,建立接入FMS的配电网的数学模型,所述接入FMS的配电网的数学模型包括目标函数,所述目标函数以计入线路损耗和FMS运行损耗的网络总网损最小为基准,并确定柔性多状态开关FMS的控制策略及运行模式;基于所述的接入FMS的配电网的数学模型和柔性多状态开关FMS的控制策略及运行模式,确定含柔性多状态开关配电网中,FMS的运行约束、配电网潮流平衡约束、电压电流幅值及系统三相不平衡约束;采用徒步差分算法HOA-DE,基于柔性多状态开关FMS的控制策略及运行模式,考虑含柔性多状态开关配电网中的约束条件,对计入线路损耗和FMS运行损耗的系统网损进行优化;所述徒步差分算法是采用徒步旅行优化算法HOA进行初步搜索后,利用差分进化算法DE的变异和交叉策略进行优化;验证采用徒步差分算法HOA-DE对系统网损优化处理的效果。
2.根据权利要求1所述的基于柔性多状态开关的配电网电能质量治理方法,其特征在于,以计入线路损耗和FMS运行损耗的系统网损最小为徒步差分算法HOA-DE的优化目标函数,所述目标函数表示为:其中,Ω b 为所述电力系统中所有节点的集合, 为节点i上注入 相的有功功率, 为三相的集合,三相分别就以为a相,b相和c相,Ω FMS 为接入所述电力系统的FMS的集合, 为第k个FMS在第j条线路的 相换流器内部的功率损耗。
3.根据权利要求2所述的基于柔性多状态开关的配电网电能质量治理方法,其特征在于,所述确定柔性多状态开关FMS的控制策略及运行模式,包括:根据FMS注入相关联馈线的有功功率与由所述柔性多状态开关构成的换流器的内部损耗相平衡,建立FMS运行平衡约束;根据电力系统稳定运行时,所述电力系统中各节点之间的有功与无功功率保持平衡,建立潮流平衡约束;对节点电压幅值和电流幅值进行约束;根据三相电压幅值平方的偏差与平均电压幅值平方的比值定义系统中的电压不平衡度,对三相电压不平衡度进行约束;以根节点负序电流幅值与正序电流幅值的比值定义根节点电流不平衡度,建立对根节点三相电流不平衡度约束。
4.根据权利要求3所述的基于柔性多状态开关的配电网电能质量治理方法,其特征在于,所述FMS运行平衡约束表示为:其中, 为第k个FMS注入第j条支路的有功功率;第k个FMS注入第j条支路的有功功率,与 存在约束关系,表示为:其中, 为第k个FMS注入第j条支路的无功功率, 为换流器损耗系数;对FMS运行进行约束, 上下限约束表示为:式中, 分别为第k个FMS在j支路 相换流器允许通过无功的最大、小值。
5.根据权利要求4所述的基于柔性多状态开关的配电网电能质量治理方法,其特征在于,所述潮流平衡约束表示为:S ij =V i I ij ; (6)式中,I ij 表示节点i流向节点j的电流,S ij 为节点i流向节点j的复功率,Z ij 表示线路上的阻抗,S j 表节点j的注入功率,Ω REF 为参考节点,S ij 由节点i电压与线路(i,j)的电流计算得到,S j 由分布式发电、多状态开关以及线路负荷组成。
6.根据权利要求4所述的基于柔性多状态开关的配电网电能质量治理方法,其特征在于,所述对节点电压幅值和电流幅值进行约束,分别包括:对系统中节点电压进行约束,各节点各相电压幅值表示为:式中, 分别为i节点电压的幅值上、下限,该约束适用于除参考节点外所有节点的集合;对线路中支路电流进行约束,表示为:式中, 为线路(i,j)电流最大值。
7.根据权利要求4所述的基于柔性多状态开关的配电网电能质量治理方法,其特征在于,所述对三相电压不平衡度进行约束,包括;式中, 为i节点 相电压不平衡度参数, 为i节点电压幅值平方的平均值。
8.根据权利要求4所述的基于柔性多状态开关的配电网电能质量治理方法,其特征在于,所述建立对根节点三相电流不平衡度约束,包括:其中,C I 为根节点三相电流不平衡参数, 为该参数最大值, 分别为系统中根节点正、负序电流幅值,计算方式如下:a=e j2π/3 ; (15)式中, 分别为根节点a、b、c相电流。
9.根据权利要求1所述的基于柔性多状态开关的配电网电能质量治理方法,其特征在于,所述采用徒步差分算法HOA-DE对计入线路损耗和FMS运行损耗的系统网损进行优化,包括:对徒步者进行初始化,生成一组初始候选解,以FMS的有无功功率 作为徒步者种群X i ;写入相关FMS换流器内部损耗参数,基于FMS的运行特点写入节点电压幅值、三相电压不平衡度、根节点电流不平衡度等约束;以计入线路损耗和FMS运行损耗的系统网损f为优化目标,计算适应度F(x)值;根据Tobler徒步函数计算徒步者的行进速度W i t ,并基于该徒步者 当前速度W i t 对其进行位置更新,得到 并对新的适应度进行评估;在初步搜索后,利用DE算法的变异和交叉策略进行优化,并评估每次变异与交叉后的解的质量,舍弃不满足FMS运行约束、电压电流幅值约束的解、对不满足三相不平衡约束的解进行惩罚;根据交叉变异后的评估结果,选择适应度最高的个体X best ,提取其对应的 更新目标函数适应度值作为最终优化结果。
10.一种基于柔性多状态开关的配电网电能质量治理装置,其特征在于,包括:配置模块,用于将柔性多状态开关FMS根据实际需求安装在电力系统中的节点上,所述电力系统为单相和/或三相不平衡配电网;模型构建模块,用于根据所述三相不平衡电力系统的实际运行数据,建立接入FMS的配电网的数学模型,所述接入FMS的配电网的数学模型包括目标函数,所述目标函数以计入线路损耗和FMS运行损耗的网络总网损最小为基准,并确定柔性多状态开关FMS的控制策略及运行模式;优化模块,用于采用徒步差分算法HOA-DE对计入线路损耗和FMS运行损耗的系统网损进行优化;所述徒步差分算法是采用徒步旅行优化算法HOA进行初步搜索后,利用差分进化算法DE的变异和交叉策略进行优化;验证模块,用于验证采用徒步差分算法HOA-DE对系统网损优化处理的效果。