一种基于超导限流器的合环转供电方法技术

本发明专利技术提供了一种基于超导限流器的合环转供电方法，步骤包括：计算超导限流器的限流效果归一化评价指标F1、计算超导限流器的成本归一化评价指标F2、建立配电网合环超导限流器的配置决策模型、建立一个限流遗传运算器、利用限流遗传运算器运行遗传算法以及导出收敛时的遗传代数下的并联电阻的阻值、实际使用带材长度l以及各个安装位置处的开关量。该合环转供电方法建立了配电网合环超导限流器的配置决策模型，将影响合环设计的主要因素进行综合，有效确保了合环设计的可靠性和准确性，利用限流遗传运算器进行自动化遗传迭代运算，以输出最佳的规划方案，使合环设计具备普适性，提高了电网全网自动化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种合环转供电方法，尤其是一种基于超导限流器的合环转供电方法。
技术介绍
随着现代电力系统的迅猛发展，智能电网概念的提出，整个电力系统的发输配变用五大环节都开始朝着自动化的方向发展。在配网方面，考虑到短路电流等因素，目前我国国内中压配电网采用的是“闭环设计，开环运行”，在配电网设计的时候，各个负荷区域之间有备用线路，而在正常运行状态下，这些线路并不投运，因此，每一个负荷仅由一个电源供电，并不成环运行。当110kV主变需要定期停电检修时，该变电站所带的所有10k配电网区域将面临着大面积停电的问题，这严重地影响了配网供电的可靠性和运行灵活性，而采用合环转供电的方法是提高供电可靠性、避免大面积停电的重要措施。所谓合环转供电操作，指的是两个变电站的低压侧配电线路之间有备用线路，正常运行状态下该线路不投入电网中，而当某一个变电站需要停电检修，或者变电站所带的一段配电线路需要停电检修时，可以先合上备用线路的联络开关，再断开需要检修的线路。通过投入不同片区10kV中压配电网之间的联络线路，可以将辐射状的配电网暂时变为环网供电，合环运行后，单台主变退出电网停电检修将不会导致所带负荷失去供电，而是将这部分负荷转移到了其他变电站下。显然，通过合环转供电操作，可以避免大面积停电，大大的提高了配电网供电的可靠性。但是，合环转供电操作时仍然存在的许多风险。虽然备用线路相连接的两侧都是10kV馈线，但是由于两侧网络参数不对称，往往会产生电压幅值和相角上的差异，从而形成电压差。而备用线路本身的阻抗非常小，在直接闭合联络开关接入电网中时，有可能因为两侧的电压差而产生冲击电流。如果在没有应对措施的情况下随意进行合环操作，很可能会产生较大的冲击电流，影响到整个负荷区域配电网运行的稳定性，严重的时候甚至可能导致继电保护装置误动作，线路过负荷，电气设备损坏等后果。对于这个问题，在实际运行过程中，大部分的供电部门采用先将负荷退出运行，然后在转移负荷的方法。即先将待停电检修的110kV厂站退出电网，这时该变电站所带负荷都处于停电状态，然后再将主变与配电线路断开连接，最后再投入备用线路，将负荷转移到其他主变下。这样就不会存在冲击电流的问题，但是所带负荷会有短暂的停电过程，无法保证供电的连续稳定性，仍然会影响用户侧的生产生活。另一种方法是，通过有经验的调度员的操作，如改变电网的运行方式、切负荷倒负荷操作、改变变压器分接头、投切电容器组等，使得合环点两侧电压的幅值和相角接近一致，即最大可能的降低合环时备用线路两侧的电压差，这样就能将合环电流限制在一个可以接受的范围内。但是，并没有一套完善的方案或者操作章程来避免合环时过大的冲击电流的情况，比较多的研究只是针对特定的配电网结构进行分析，而配电网的结构是非常复杂多变的，因此这些研究得出的结论并不具有普适性。由于合环操作依赖调度员现场分析，属于经验判断型，因此仍然存在的较大的风险，而且这也无法迎合电网全网自动化的要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是现有的合环设计还凭借施工经验来判断，存在的较大的风险，而且这也无法迎合电网全网自动化的要求。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于超导限流器的合环转供电方法，包括如下步骤：步骤1，根据合环转供电路中实际采集的冲击电流计算超导限流器的限流效果归一化评价指标F1为： F 1 = I 1 - i M I 1 ]]>式中，I1为电路约束电流，选取合环点线路中的最大负荷电流，iM为实际的冲击电流；步骤2，根据合环转供电路中超导带材的使用长度计算超导限流器的成本归一化评价指标F2为： F 2 = l m a x - l l m a x ]]>式中，lmax为根据具体情况设定的带材最大长度，l为合环转供电路中超导带材的实际使用带材长度；步骤3，根据限流效果归一化评价指标F1和成本归一化评价指标F2建立配电网合环超导限流器的配置决策模型为：F＝ωF1+(1-ω)F2式中，F1的取值范围为[0,1]，F2的取值范围也为[0,1]，ω为模型的权重因子，取值范围也为[0，1]；步骤4，假设在合环转供电路的各个负荷下网点之间安装带有开关量控制的超导限流器，建立一个限流遗传运算器，将超导限流器的并联电阻的阻值、实际使用带材长度l与开关量的乘积以及实际的冲击电流iM分别作为限流遗传运算器的输入量，将配置决策模型作为限流遗传运算器的适应度函数，将计算的适应度函数值作为限流遗传运算器的输出量；步骤5，利用限流遗传运算器运行遗传算法，当输出的适应度函数值收敛稳定时，导出当前遗传代数下的并联电阻的阻值、实际使用带材长度l以及各个安装位置处的开关量，开关量为1或0，分别表示该假设位置处是否安装超导限流器。采用限流效果归一化评价指标F1和成本归一化评价指标F2来建立配电网合环超导限流器的配置决策模型，将影响合环设计的主要因素进行综合，有效确保了合环设计的可靠性和准确性；采用限流遗传运算器运行遗传算法，将并联电阻的阻值、实际使用带材长度l以及实际的冲击电流iM作为限流遗传运算器的输入量进行自动化遗传迭代运算，以输出最佳的规划方案，使合环设计具备普适性，提高了电网全网自动化；采用权重因子ω能够根据电网的实际施工需要进行选取，进一步增强了合环设计的普适性。作为本专利技术的进一步限定方案，步骤5中，限流遗传运算器运行遗传算法的具体步骤为：步骤5.1，初始化，设置种群中个体数目以及最大遗传代数，由限流遗传运算器生成初始种群，种群中每一个个体代表一种超导限流器的规划方案，即每个个体均包括一组限流遗传运算器的输入量；步骤5.2，个体评价，根据步骤3中建立的配置决策模型对种群中每个个体对应的规划方案计算出一个适应度函数值，适应度函数值越大表示这个个体对应的规本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于超导限流器的合环转供电方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，根据合环转供电路中实际采集的冲击电流计算超导限流器的限流效果归一化评价指标F1为：F1=I1-iMI1]]>式中，I1为电路约束电流，选取合环点线路中的最大负荷电流，iM为实际的冲击电流；步骤2，根据合环转供电路中超导带材的使用长度计算超导限流器的成本归一化评价指标F2为：F2=lmax-llmax]]>式中，lmax为根据具体情况设定的带材最大长度，l为合环转供电路中超导带材的实际使用带材长度；步骤3，根据限流效果归一化评价指标F1和成本归一化评价指标F2建立配电网合环超导限流器的配置决策模型为：F＝ωF1+(1‑ω)F2式中，F1的取值范围为[0,1]，F2的取值范围也为[0,1]，ω为模型的权重因子，取值范围也为[0，1]；步骤4，假设在合环转供电路的各个负荷下网点之间安装带有开关量控制的超导限流器，建立一个限流遗传运算器，将超导限流器的并联电阻的阻值、实际使用带材长度l与开关量的乘积以及实际的冲击电流iM分别作为限流遗传运算器的输入量，将配置决策模型作为限流遗传运算器的适应度函数，将计算的适应度函数值作为限流遗传运算器的输出量；步骤5，利用限流遗传运算器运行遗传算法，当输出的适应度函数值收敛稳定时，导出当前遗传代数下的并联电阻的阻值、实际使用带材长度l以及各个安装位置处的开关量，开关量为1或0，分别表示该假设位置处是否安装超导限流器。...

【技术特征摘要】
1.一种基于超导限流器的合环转供电方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，根据合环转供电路中实际采集的冲击电流计算超导限流器的限流效果归一化
评价指标F1为：
F 1 = I 1 - i M I 1 ]]>式中，I1为电路约束电流，选取合环点线路中的最大负荷电流，iM为实际的冲击电流；
步骤2，根据合环转供电路中超导带材的使用长度计算超导限流器的成本归一化评价
指标F2为：
F 2 = l m a x - l l m a x ]]>式中，lmax为根据具体情况设定的带材最大长度，l为合环转供电路中超导带材的实际
使用带材长度；
步骤3，根据限流效果归一化评价指标F1和成本归一化评价指标F2建立配电网合环超导
限流器的配置决策模型为：
F＝ωF1+(1-ω)F2式中，F1的取值范围为[0,1]，F2的取值范围也为[0,1]，ω为模型的权重因子，取值范围
也为[0，1]；
步骤4，假设在合环转供电路的各个负荷下网点之间安...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙鸣赫，李子韵，王自桢，许洪华，顾洁，
申请(专利权)人：江苏省电力公司南京供电公司，国家电网公司，上海交通大学，国网江苏省电力公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32