一种多功能固态限流器优化配置方法技术

本发明专利技术提供了一种多功能固态限流器优化配置方法，该方法包括：将多功能固态限流器建立为由并联的开关分别控制受控电压源和电感的模型；在典型配网负载的基础上，分析多功能固态限流器在母线中的容量需求；设置多功能固态限流器的约束条件；根据多功能固态限流器的总容量和限流电感设置多功能固态限流器的目标函数；对多功能固态限流器的目标函数进行求解。本发明专利技术提供的多功能固态限流器优化配置方法通过优化配置多功能固态限流器在电网中安装位置、安装容量和限流等级，满足电网中不同负载电压敏感度和不同短路电流的对多功能固态限流器的需求，实现全电网中多功能固态限流器总功率和总限流电感的容量最低，降低经济投入，提高资源高效分配。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力运行与规划
，更为具体地说，涉及一种多功能固态限流器优化配置方法。
技术介绍
随着电力电子技术的不断发展，电子整流器、逆变器等产品接入电网的规模也越来越大，电子整流器、逆变器等产品能够产生较高的生产效率，但也导致电力系统的电能出现谐波和电压波动等的问题。同时，风力发电、光伏发电等新能源技术也随着电力电子技术的发展而迅猛扩展，但由于自身所存在的非线性特性，致使系统电压产生波动，进而影响电能的质量。因此，随着各种用电产品的接入以及新能源发电技术的引入，使得用电负荷不断增加，电网规模和容量也迅猛扩大。随着用电负荷的增加，电网中电路常常会发生短路故障，进而对接入电网的用电产品造成巨大的经济损失并引发安全问题，因此，作为限制电流的限流器在电网中的作用越来越重要。为更好地适用于现在的电力系统，一种既能解决电能质量问题，又能很好的实现限流目的的具有电压补偿和限流功能的多功能固态限流器越来越受到业界人士的关注。由于电网中各类负荷的电压敏感度不全相同，且短路电流限制要求也不全一致，因此，所需要的多功能固态限流器的配置也就不同。但是这种多功能固态限流器并没有明确的优化配置准则，进而难以满足多样化的负载电压质量和限流等级需求，这不仅会造成多功能固态限流器配置的浪费，还会增加投资成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种多功能固态限流器优化配置方法，以解决
技术介绍
所述的现有多功能固态限流器因没有明确的优化配置准则而造成多功能固态限流器配置浪费的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种多功能固态限流器优化配置方法，所述多功能固态限流器优化配置方法包括：将多功能固态限流器建立为由并联的开关分别控制受控电压源和电感的模型；在典型配网负载的基础上，分析多功能固态限流器在母线中的容量需求；设置多功能固态限流器的约束条件；根据多功能固态限流器的总容量和限流电感设置多功能固态限流器的目标函数；对多功能固态限流器的目标函数进行求解。优选地，所述由并联的开关分别控制受控电压源和电感的模型为电路受控电压量是Umssfcl＝kUd*sgn(x)+ωL*Iimax(1-sgn(x))的模型，且多功能固态限流器工作为电压补偿时，x取值为1；多功能固态限流器工作为限流时，x取值为0。优选地，所述典型配网为母线双负荷模型、放射式接线模型、干线式接线模型或链式接线模型。优选地，所述分析多功能固态限流器在母线中的容量需求包括：计算线路中的电流及功角；根据有功无功理论计算得知多功能固态限流器的有功功率和无功功率；由有功功率和无功功率计算得知线路的压降、有功损耗和无功损耗；由有功功率和无功功率计算得知多功能固态限流器的补偿容量。优选地，所述多功能固态限流器的约束条件为：Uimin+UZi-Uif≤Umssfcli≤Uimax+UZi-Uif，Iimax≤Ilmax。优选地，所述多功能固态限流器的目标函数为：minf=min[Smssfcl0+Smssfcl1+Smssfcl2+...]minx=minΣi=1nl(L1+L2+L3+...)nl=1,2....]]>优选地，所述对多功能固态限流器的目标函数进行求解的方法为使用多目标改进遗传算法、粒子群优化算法或神经网络优化算法。优选地，所述对多功能固态限流器的目标函数进行求解的方法为多目标改进遗传算法。优选地，所述多目标改进遗传算法包括：根据多功能固态限流器的目标函数及约束条件选择遗传算法的种群规模N、交叉概率Pc和变异概率Pm，选用满足经济效益条件作为终止进化准则，随机生成N个个体作为初始种群X(t)，置t为0，然后计算X(t)的个体适应度；从X(t)中运用选择算子选择出M/2对母体,对所选择的M/2对母体，以概率Pc执行交叉，形成M个中间个体，其中，M≥N；对M个中间个体分别独立以概率Pm执行变异，形成M个中间候选个体，从上述所形成的M个候选个体中依据适应度选择出N个个体组成新一代X(t+1)；判断是否满足终止准则；若满足终止准则，则输出X(t+1)中具有最大适应度的个体作为最优解，终止计算；若不满足终止准则，则置t＝t+1，重新计算X(t)的个体适应度，然后进行母体选择循环，直至满足终止准则。本专利技术提供的多功能固态限流器优化配置方法包括：S01：将多功能固态限流器建立为由并联的开关分别控制受控电压源和电感的模型；S02：在典型配网负载的基础上，分析多功能固态限流器在母线中的容量需求；S03：设置多功能固态限流器的约束条件；S04：根据多功能固态限流器的总容量和限流电感设置多功能固态限流器的目标函数；S05：对多功能固态限流器的目标函数进行求解。本专利技术提供的多功能固态限流器优化配置方法能够在实现多功能固态限流器补偿电压抬升、跌落、三相电压不平衡及电压型谐波和有效抑制电流功能的基础上，建立多功能固态限流器的简化数学模型，且该简化数学模型能够准确描述多功能固态限流器的工作状态，以便于对多功能固态限流器在电网中建模和配置。本方法能够灵活配置多功能固态限流器在电网中不同节点的分布，建立一个多功能固态限流器的综合模型，该综合模型不仅能够对电网中不同电压等级的母线及不同大小的短路电流进行配置兼顾经济的限流电感效，而且还能对电网中敏感程度不同的负载电压及发生不同波动范围的电压进行配置多功能固态限流器的电压补偿容量，最终实现多功能固态限流器最优化配置。本专利技术通过对多功能固态限流器的优化配置进行求解，有效提高最优解的求解效率，从而实现最优配置，降低经济投入，提高资源高效分配。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术实施例提供的多功能固态限流器优化配置方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的多功能固态限流器优化配置方法中多功能固态限流器在电压补偿情况下的简化数学模型图；图3是本专利技术实施例提供的多功能固态限流器优化配置方法中多功能固态限流器在限流情况下的简化数学模型图；图4是本专利技术实施例提供的多功能固态限流器优化配置方法中多功能固态限流器在配网中进行分析的流程示意图；图5是本专利技术实施例提供的多功能固态限流器优化配置方法中多功能固态限流器在母线双负荷模型中的分析数学模型图；图6是本专利技术实施例提供的多功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能固态限流器优化配置方法，其特征在于，所述多功能固态限流器优化配置方法包括：将多功能固态限流器建立为由并联的开关分别控制受控电压源和电感的模型；在典型配网负载的基础上，分析多功能固态限流器在母线中的容量需求；设置多功能固态限流器的约束条件；根据多功能固态限流器的总容量和限流电感设置多功能固态限流器的目标函数；对多功能固态限流器的目标函数进行求解。

【技术特征摘要】
1.一种多功能固态限流器优化配置方法，其特征在于，所述多功能固态限流器优化
配置方法包括：
将多功能固态限流器建立为由并联的开关分别控制受控电压源和电感的模型；
在典型配网负载的基础上，分析多功能固态限流器在母线中的容量需求；
设置多功能固态限流器的约束条件；
根据多功能固态限流器的总容量和限流电感设置多功能固态限流器的目标函数；
对多功能固态限流器的目标函数进行求解。
2.根据权利要求1所述的多功能固态限流器优化配置方法，其特征在于，所述由并
联的开关分别控制受控电压源和电感的模型为电路受控电压量是
Umssfcl＝kUd*sgn(x)+ωL*Iimax(1-sgn(x))的模型，且多功能固态限流器工作为电压补偿时，x取
值为1；多功能固态限流器工作为限流时，x取值为0。
3.根据权利要求1所述的多功能固态限流器优化配置方法，其特征在于，所述典型
配网为母线双负荷模型、放射式接线模型、干线式接线模型或链式接线模型。
4.根据权利要求3所述的多功能固态限流器优化配置方法，其特征在于，所述分析
多功能固态限流器在母线中的容量需求包括：
计算线路中的电流及功角；
根据有功无功理论计算得知多功能固态限流器的有功功率和无功功率；
由有功功率和无功功率计算得知线路的压降、有功损耗和无功损耗；
由有功功率和无功功率计算得知多功能固态限流器的补偿容量。
5.根据权利要求1所述的多功能固态限流器优化配置方法，其特征在于，所述多功
能固态限流器的约束条件为：Uimin+UZi-Uif≤Umssfcli≤Uimax+UZi-Uif，Iimax≤Ilmax。
6.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭成，李胜男，姜飞，邢超，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南;53