一種諧振型故障電流限制器的布點和參數優化方法
2023-07-02 00:00:31 2
專利名稱：一種諧振型故障電流限制器的布點和參數優化方法
技術領域：
本發明提出一種用於提高電力系統穩定性的諧振型故障電流限制器的布點和參數優化方法，屬於大型互聯電力系統的創新技術。
背景技術：
隨著電力系統規模的擴大，系統電網功率不斷增大，短路電流水平也相應增加，電力系統安全穩定性問題越來越重要。同時給電網內各種電器設備，如斷路器、變壓器、互感器以及變電站的母線、構架、導線和支承瓷瓶等提出了更苛刻的要求，因此，限制電力系統短路電流成為一個亟待解決的問題。就廣東省來看，近年來廣東電網統調負荷一直持續高速發展，電源和電網結構隨之迅速加強。廣東500kV電網5年間以翻倍的速度發展，且500 kV樞紐變電所接線集中，主變臺數多，因而短路電流水平較高。同時，500kV電網的絕對結構比較薄弱，與220kV電網之間存在部分弱電磁環網，一方面限制了 500kV電網的受電能力，另一方面也導致相關廠站的短路容量增加至危及設備安全的程度。通常限制短路電流的措施可以從電網結構、系統運行方式和設備性能三方面考慮。改造電網結構，投資昂貴且周期較長，改變系統運行方式容易造成電力系統運行的不穩定性。在設備端加裝電抗器、高阻抗變壓器則會導致網絡損耗增加，並且降低系統的穩定性。隨著電力電子技術和高溫超導技術的發展，故障限流裝置成為上述方法的有益補充，且在未來具有可觀的實際應用前景。然而，目前故障電流限制器(FCL)應用於解決大型交直流電力系統中超高壓(如:500kV)主網架的短路電流超標時，有以下兩個問題還沒有得到很好的解決。1、FCL在電力系統的優化布點問題；
2,FCL的參數選型優化問題(如:阻抗值)。
發明內容
本發明的目的在於提出一種用於提高電力系統穩定性的諧振型故障電流限制器的布點和參數優化方法。本發明物理概念明確、工程實現方便。本發明的技術方案是:本發明的諧振型故障電流限制器的布點和參數優化方法，包括如下步驟:
I)藉助短路電流測算結果中短路電流超標或接近超標的備選站點排序表。2)結合上述潛在超標站點的短路電流追蹤圖，得到故障電流限制器的初選布點集。3)針對該集合中的不同布點位置，利用互聯電力系統中同步發電機轉子功角差的靈敏度分析，來確定最優的單一布點位置和電抗器參數值。上述步驟3)中通過利用互聯電力系統中同步發電機轉子功角差的靈敏度分析，來確定最優的單一布點位置和電抗器參數值。
上述步驟I)中以全開機方式，採用考慮負荷因素或不考慮負荷因素的標準短路電流計算，獲得待研超高壓主網架的母線三相短路電流排序表。上述步驟I)中500kV母線三相短路電流大於55kA即為接近超標，對應的站點列入一個備選站點排序表。上述步驟2)中針對上述備選站點，即潛在的短路電流超標站點，利用多級短路電流分布係數繪製短路電流追蹤圖，進而確定一個故障電流限制器的初選布點集。上述步驟2)中利用5 8級短路電流分布係數繪製短路電流追蹤圖，進而確定一個故障電流限制器的初選布點集。上述步驟3)中為了提高電力系統的暫態穩定性，從而確定FCL的最優布點，以主要發電廠站轉子間的功角差作為穩定性判據:
式I中，為發電機i與參
考發電機s之間功角差的最大值，$—為發電機i與參考發電機s之間功角差的最小值，
Λ4代表了發電機i與參考發電機S之間功角差的波動幅度。SMD表示主要發電機廠站的同步發電機功角差波動幅度之和，在一定程度上，它表徵了系統的失穩程度，
權利要求
1.一種諧振型故障電流限制器的布點和參數優化方法，其特徵在於包括如下步驟: 1)藉助短路電流測算結果中短路電流超標或接近超標的備選站點排序表； 2)結合上述潛在超標站點的短路電流追蹤圖，得到故障電流限制器的初選布點集； 3)針對該集合中的不同布點位置，利用互聯電力系統中同步發電機轉子功角差的靈敏度分析，來確定最優的單一布點位置和電抗器參數值。
2.根據權利要求1所述的諧振型故障電流限制器的布點和參數優化方法，其特徵在於上述步驟3)中通過利用互聯電力系統中同步發電機轉子功角差的靈敏度分析，來確定最優的單一布點位置和電抗器參數值。
3.根據權利要求1所述的諧振型故障電流限制器的布點和參數優化方法，其特徵在於上述步驟I)中以全開機方式，採用考慮負荷因素或不考慮負荷因素的標準短路電流計算，獲得待研超高壓主網架的母線三相短路電流排序表。
4.根據權利要求3所述的諧振型故障電流限制器的布點和參數優化方法，其特徵在於上述步驟1)中500kV母線三相短路電流大於55kA即為接近超標，對應的站點列入一個備選站點排序表。
5.根據權利要求1所述的諧振型故障電流限制器的布點和參數優化方法，其特徵在於上述步驟2)中針對上述備選站點，即潛在的短路電流超標站點，利用多級短路電流分布係數繪製短路電流追蹤圖，進而確定一個故障電流限制器的初選布點集。
6.根據權利要求5所述的諧振型故障電流限制器的布點和參數優化方法，其特徵在於上述步驟2)中利用5 8級短路電流分布係數繪製短路電流追蹤圖，進而確定一個故障電流限制器的初選布點集。
7.根據權利要求1所述的諧振型故障電流限制器的布點和參數優化方法，其特徵在於上述步驟3)中為了提高電力系統的暫態穩定性，從而確定FCL的最優布點，以主要發電廠站轉子間的功角差作為穩定性判據:式1中，
全文摘要
本發明是一種諧振型故障電流限制器的布點和參數優化方法，包括如下步驟1)藉助短路電流測算結果中短路電流超標或接近超標的備選站點排序表。2)結合上述潛在超標站點的短路電流追蹤圖，得到故障電流限制器的初選布點集。3)針對該集合中的不同布點位置，利用互聯電力系統中同步發電機轉子功角差的靈敏度分析，來確定最優的單一布點位置和電抗器參數值。本發明藉助備選站點排序表，結合站點的短路電流追蹤圖，得到故障電流限制器的初選布點集；再針對該集合中的不同布點位置，利用互聯電力系統中同步發電機轉子功角差的靈敏度分析，來確定最優的單一布點位置和電抗器參數值，達到提高電力系統穩定性的目的。
文檔編號H02J3/24GK103199551SQ20131007962
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月13日 優先權日2013年3月13日
發明者張東輝, 韓松, 周保榮, 劉曉波, 楊柳, 李勇, 榮娜, 姚文峰, 李蓉蓉, 陳建斌 申請人:南方電網科學研究院有限責任公司