一种基于粒子群算法的逆变型DG准入容量计算方法技术

本发明专利技术涉及电力系统领域，是在不改变原有配电网的继电保护整定值情况下，提出一种基于粒子群算法的逆变型DG准入容量计算方法，用于解决小容量多DG接入之后对电网保护的影响。该方法的具体步骤如下：首先根据逆变型DG的控制策略建立具有低电压穿越能力的DG等效计算模型；接着建立逆变型DG并网后故障电流的计算模型；最后建立以DG接入容量最大化为目标，各线路三段式电流整定值作为不等式约束条件的准入容量的优化模型，并采用粒子群算法求出DG接入。

【技术实现步骤摘要】
一种基于粒子群算法的逆变型DG准入容量计算方法
本专利技术涉及电力系统领域，更具体地，涉及一种基于粒子群算法的逆变型DG准入容量计算方法。
技术介绍
现有的研究一般认为，诸如光伏、燃料电池等逆变器分布式电源，由于容量较小以及逆变器对短路电流的限制作用，当电网发生故障时，其向电网馈入的短路电流对系统故障电流水平的影响较小，故更多关注旋转类电机的故障特性。但随着分布式电源的大规模接入和逆变器单元容量的不断增加，需要对基于逆变器类电源的故障特征有更全面的认识。 然而，从现有文献来看，一般将分布式电源简化为不计衰减的恒定电流源或含内阻抗的恒定电势源，该方式没有考虑不同分布式电源所提供的短路电流的特性差异，也没有考虑分布式电源自身的保护动作对于短路电流的影响。实际上这些简化的分析结果与实际情况存在较大不同，难以满足保护特性分析和整定计算的应用要求。 另外，故障情况下，分布式电源的等效计算模型能否实现低电压穿越实现并网运行现在大多数文献并没有考虑，如果故障情况下分布式电源等效计算模型不能实现低电压穿越并网运行，接下来的故障电流分析并给出配电网的保护的整定方法将变得毫无意义。即使故障情况下逆变型分布式电源等效计算模型在正常运行情况下的控制策略没有脱网，但非对称故障情况下将产生负序分量，从而导致直流侧电容电压不稳定，使得逆变器输出的功率含有二倍频分量，但不对称故障情况下，现有文献并没有在序分量计算的时候并没有考虑分布式电压等效计算模型的负序模型。因此在计算分布式电源的准入容量将与实际准入容量不符。 因此，随着大量逆变型DG (分布式发电装置)的并网，同时现阶段配网的继电保护并不可能完全改造的情况下，迫切需要在准确计及控制策略的逆变型DG等效计算模型的情况下，提出一种不改变现有继电保护配置的逆变型DG准入容量计算方法，以解决数量多容量小的逆变型DG并网对电网继电保护的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于粒子群算法的逆变型DG准入容量计算方法，适用于多个DG且容量并不大，用于在不改变原有配电网的保护的整定值的情况下实现最大容量接入，提高了供电可靠性，同时保证了电网投资经济性问题。 为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为: 一种基于粒子群算法的逆变型DG准入容量计算方法，包括以下步骤: (I)根据正常运行情况下及故障情况下逆变型DG的控制策略建立计及控制策略的DG等效计算模型； (2)建立逆变型DG并网后的故障电流计算模型； (3)获取配网未接入DG前各馈线的电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过电流保护的整定值，建立以接入DG容量最大化为目标函数，以各馈线的三段式电流保护整定值为约束条件的优化模型，并采用粒子群算法求出DG的准入容量。 其中各步骤具体的实现方式为: 1.根据正常运行情况下及故障情况下的控制策略建立计及控制策略的DG等效模型，具体如下: (11)正常运行情况下，根据PQ控制方式，逆变器出口电流包含有功电流Id和无功电流I,，有功电流Id和无功电流I,与逆变器出口电流I存在以下关系: I = Id-JIq(I) 通过Park变换，并将d轴电压定向于逆变器交流侧电压矢量的同步旋转坐标系中，则逆变型DG的输出功率如式(2): ^本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于粒子群算法的逆变型DG准入容量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据正常运行情况下及故障情况下逆变型DG的控制策略建立计及控制策略的DG等效计算模型；(2)建立逆变型DG并网后的故障电流计算模型；(3)获取配网未接入DG前各馈线的电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过电流保护的整定值，建立以接入DG容量最大化为目标函数，以各馈线的三段式电流保护整定值为约束条件的优化模型，并采用粒子群算法求出DG的准入容量。

【技术特征摘要】
1.一种基于粒子群算法的逆变型DG准入容量计算方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)根据正常运行情况下及故障情况下逆变型DG的控制策略建立计及控制策略的DG等效计算模型； (2)建立逆变型DG并网后的故障电流计算模型； (3)获取配网未接入DG前各馈线的电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过电流保护的整定值，建立以接入DG容量最大化为目标函数，以各馈线的三段式电流保护整定值为约束条件的优化模型，并采用粒子群算法求出DG的准入容量。2.根据权利要求1所述的基于粒子群算法的逆变型DG准入容量计算方法，其特征在于，所述步骤(1)中根据正常运行情况下及故障情况下的控制策略建立计及控制策略的DG等效模型，具体如下: (11)正常运行情况下，根据PQ控制方式，逆变器出口电流包含有功电流Id和无功电流Iq，有功电流Id和无功电流Iq与逆变器出口电流I存在以下关系如式⑴:1 = Id-Jiq⑴ 式中，j表示复数虚部； 通过Park变换，并将d轴电压定向于逆变器交流侧电压矢量的同步旋转坐标系中，则逆变型DG的输出功率如式(2):式中P-、Qout分别表示逆变型DG输出的有功和无功功率，Ud表示Park变换之后逆变器交流侧的d轴电压； (12)建立故障情况下DG低电压穿越的控制策略，故障情况下，在电压降落期间DG必须提高其无功电流以支持电网电压，当电压跌落幅度超过10 %时，每I %的电压跌落，DG至少需要提供2 %至100 %的无功电流，其响应速度在20ms以内，由此得到无功电流和电压跌落的关系如式⑶:式中:1Mff为故障后q轴参考电流；I_f为故障前q轴参考电流；kq为无功支持曲线斜率；AU为并网点电压跌落值；Un为并网点额定电压；Up。。为故障前并网点电压；Upcxf为故障后并网点故障电压； (13)在故障前后较短时间内，DG输出的有功功率参考值在故障前后不发生变化，由此得到式⑷: Preff = Pref⑷ 式中，PMff为故障后的有功功率参考值；PMf为故障前有功功率的参考值； 因此故障后，d轴故障电流未超出d轴电流的设定值上限，则其参考电流如式(5)，如果超出d轴电流的设定值上限，则其参考电流如式(6)；式中为故障后的d轴参考电流，Imax为逆变器最大的输出电流； 因此，根据逆变型DG故障前后的控制策略，故障情况下计及控制策略的逆变型DG计算等效模型如式(7):^DGf f (Upccf)Idreff J Iqreff(7) 式中:1Def为故障情况下DG输出的电流；f(Uperf)表示故障情况下DG输出的电流与并网点电压的函数关系；j表示复数虚部。3.根据权利要求1所述的基于粒子群算法的逆变型DG准入容量计算方法，其特征在于，所述步骤(2)中，逆变型DG输出的故障电流受并网点电压控制，采用迭代算法得到逆变型DG并网后的故障电流计算模型，具体如下: ...

【专利技术属性】
技术研发人员：文安，赵曼勇，苏杰和，魏承志，黄维芳，余江，刘年，金鑫，杨颖安，沈添福，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44