降低继发性换相失败风险的FCL优化配置方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种降低继发性换相失败风险的故障限流器优化配置方法及系统。该方法包括：选取多个相邻直流支路之间电压交互作用因子，以电压交互作用因子最小为目标，确定目标函数；以每次安装一个故障限流器以及最多安装设定数量的故障限流器为约束条件，确定故障限流器的安装位置以及限流电抗值；在故障限流器的安装位置和限流电抗值确定后，计算多馈入高压直流输电系统相邻直流支路之间电压交互作用因子，跳转至选取多个相邻直流支路之间电压交互作用因子，以电压交互作用因子最小为目标，确定目标函数步骤，直至故障限流器达到设定安装数量，停止迭代。本发明专利技术提供的方法及系统能够满足不同换相失败风险约束条件的FCL的优化配置方案。

FCL Optimal Configuration Method and System for Reducing the Risk of Secondary Commutation Failure

The invention discloses a method and system for optimizing the configuration of fault current limiter to reduce the risk of secondary commutation failure. The method includes: selecting the voltage interaction factor between several adjacent DC branches, aiming at the minimum voltage interaction factor, determining the objective function; using one fault current limiter installed at a time and the maximum number of fault current limiters installed as constraints, determining the installation location and current limitation of fault current limiters. Reactance value; After the location of fault current limiter and the current limiting reactance value are determined, the voltage interaction factor between adjacent DC branches of multi-infeed HVDC transmission system is calculated, and the voltage interaction factor between adjacent DC branches is jumped to the selection of multiple adjacent DC branches. The objective function is to minimize the voltage interaction factor. Several steps, until the fault current limiter reaches the set number of installations, stop iteration. The method and system provided by the invention can satisfy the optimal configuration scheme of FCL with different commutation failure risk constraints.

【技术实现步骤摘要】
降低继发性换相失败风险的FCL优化配置方法及系统
本专利技术涉及高压输电领域，特别是涉及一种降低继发性换相失败风险的FCL优化配置方法及系统。
技术介绍
在多馈入高压直流输电(Multi-InfeedHigh-VoltageDirectCurrent,MI-HVDC)系统中，继发性换相失败是指MI-HVDC系统中的逆变站因为先后遭受交流系统故障导致的换相电压跌落冲击和相邻逆变站发生换相失败导致的换相电压二次跌落冲击，而发生换相失败(FCL)进行换相失败现象的预防的相关记载。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种降低继发性换相失败风险的FCL优化配置方法及系统，能够满足不同换相失败风险约束条件的FCL的优化配置方案。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种降低继发性换相失败风险的故障限流器优化配置方法，所述方法包括：选取多个相邻直流支路之间电压交互作用因子，以电压交互作用因子最小为目标，确定目标函数；以每次安装一个故障限流器以及最多安装设定数量的故障限流器为约束条件，确定故障限流器的安装位置以及限流电抗值；在故障限流器的安装位置和限流电抗值确定后，计算多馈入高压直流输电系统相邻直流支路之间电压交互作用因子，跳转至选取多个相邻直流支路之间电压交互作用因子，以电压交互作用因子最小为目标，确定目标函数步骤，直至故障限流器达到设定安装数量，停止迭代。可选的，所述以电压交互作用因子最小为目标，确定目标函数，具体包括：确定多目标优化函数其中，i表示优化目标的编号，和表示相邻的两直流支路的编号，表示支路和支路之间的电压交互作用因子；根据多目标优化函数，确定目标函数其中，ai表示的权重，表示第t-1次迭代后，支路和支路的电压交互作用因子。可选的，所述以每次安装一个故障限流器以及最多安装设定数量的故障限流器为约束条件，确定故障限流器的安装位置以及限流电抗值，具体包括：确定初始迭代次数t＝1和故障限流器的初始数量nFCL＝1；确定第一约束条件其中，NL为支路的数量，支路信息矩阵为为0、1变量，lc表示故障限流器预选安装支路的编号，表示故障限流器安装于预选支路集中的第lc条支路上，每次迭代只确定一个故障限流器的安装位置，只安装一个故障限流器，为CL中的第lc行，代表第lc支路的信息，分别表示第lc支路的首端节点、末端节点和支路阻抗，分别为第t次迭代对应的节点阻抗矩阵Zt上位于的元素，分别表示节点的自阻抗、节点的自阻抗、节点和节点之间的互阻抗，分别为Zt上位于的元素，分别表示节点和节点的互阻抗、节点和节点的互阻抗、节点和节点的互阻抗、节点和节点的互阻抗；确定第二约束条件其中，确定第三约束条件其中，c＝z1+z2-2z3+zFCL，zFCL＝-(z42+z4·jx)/(jx)，x为故障限流器的电抗值，j为虚数符号；确定第四约束条件x≤xmax，其中，x为故障限流器的安装数量，xmax为故障限流器最多安装设定数量。本专利技术还提供了一种降低继发性换相失败风险的故障限流器优化配置系统，所述系统包括：目标函数确定模块，用于选取多个相邻直流支路之间电压交互作用因子，以电压交互作用因子最小为目标，确定目标函数；故障限流器确定模块，用于以每次安装一个故障限流器以及最多安装设定数量的故障限流器为约束条件，确定故障限流器的安装位置以及限流电抗值；电压交互作用因子计算模块，用于在故障限流器的安装位置和限流电抗值确定后，计算多馈入高压直流输电系统相邻直流支路之间电压交互作用因子，跳转至选取多个相邻直流支路之间电压交互作用因子，以电压交互作用因子最小为目标，确定目标函数步骤，直至故障限流器达到设定安装数量。可选的，所述目标函数确定模块，具体包括：多目标优化函数确定单元，用于确定多目标优化函数其中，i表示优化目标的编号，和表示相邻的两直流支路的编号，表示支路和支路之间的电压交互作用因子；目标函数确定单元，用于根据多目标优化函数，确定目标函数其中，ai表示的权重，表示第t-1次迭代后，支路和支路的电压交互作用因子。可选的，所述电压交互作用因子计算模块，具体包括：初始条件确定单元，用于确定初始迭代次数t＝1和故障限流器的初始数量nFCL＝1；第一约束条件确定单元，用于确定第一约束条件其中，NL为支路的数量，支路信息矩阵为为0、1变量，lc表示故障限流器预选安装支路的编号，表示故障限流器安装于预选支路集中的第lc条支路上，每次迭代只确定一个故障限流器的安装位置，只安装一个故障限流器，为CL中的第lc行，代表第lc支路的信息，，分别表示第lc支路的首端节点、末端节点和支路阻抗，分别为第t次迭代对应的节点阻抗矩阵Zt上位于的元素，分别表示节点的自阻抗、节点的自阻抗、节点和节点之间的互阻抗，分别为Zt上位于的元素，分别表示节点和节点的互阻抗、节点和节点的互阻抗、节点和节点的互阻抗、节点和节点的互阻抗；第二约束条件确定单元，用于确定第二约束条件其中，第三约束条件确定单元，用于确定第三约束条件其中，c＝z1+z2-2z3+zFCL，zFCL＝-(z42+z4·jx)/(jx)，x为故障限流器的电抗值，j为虚数符号；第四约束条件确定单元，用于确定第四约束条件x≤xmax，其中，x为故障限流器的安装数量，xmax为故障限流器最多安装设定数量。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供的降低继发性换相失败风险的FCL优化配置方法及系统，以最小化MIIF指标为目标，以FCL的安装成本为约束，求解FCL的最优配置方案，通过减小故障后相邻逆变站之间的MIIF指标减小了继发性换相失败风险。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例降低继发性换相失败风险的FCL优化配置方法流程图；图2为本专利技术实施例降低继发性换相失败风险的FCL优化配置系统结构图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种降低继发性换相失败风险的FCL优化配置方法及系统，能够满足不同换相失败风险约束条件的FCL的优化配置方案。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术实施例降低继发性换相失败风险的FCL优化配置方法流程图，如图1所示，MI-HVDC系统发生继发性换相失败的风险与MIIF指标正相关，通过减小故障后相邻逆变站之间的MIIF指标可以减小继发性换相失败风险。本专利以最小化MIIF指标为目标，以FCL的安装成本为约束，求解FCL的最优配置方案。具体步骤如下：步骤1：初始化迭代次数t＝1，安装FCL数量nFCL＝1；步骤2：求第t次迭代的目标函数。计算第t-1次迭代结束后继发性换相失败风险的占比，根据计算情况选取个MIIF指标为优化的目标。若则本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低继发性换相失败风险的故障限流器优化配置方法，其特征在于，所述方法包括：选取多个相邻直流支路之间电压交互作用因子，以电压交互作用因子最小为目标，确定目标函数；以每次安装一个故障限流器以及最多安装设定数量的故障限流器为约束条件，确定故障限流器的安装位置以及限流电抗值；在故障限流器的安装位置和限流电抗值确定后，计算多馈入高压直流输电系统相邻直流支路之间电压交互作用因子，跳转至选取多个相邻直流支路之间电压交互作用因子，以电压交互作用因子最小为目标，确定目标函数步骤，直至故障限流器达到设定安装数量，停止迭代。

【技术特征摘要】
1.一种降低继发性换相失败风险的故障限流器优化配置方法，其特征在于，所述方法包括：选取多个相邻直流支路之间电压交互作用因子，以电压交互作用因子最小为目标，确定目标函数；以每次安装一个故障限流器以及最多安装设定数量的故障限流器为约束条件，确定故障限流器的安装位置以及限流电抗值；在故障限流器的安装位置和限流电抗值确定后，计算多馈入高压直流输电系统相邻直流支路之间电压交互作用因子，跳转至选取多个相邻直流支路之间电压交互作用因子，以电压交互作用因子最小为目标，确定目标函数步骤，直至故障限流器达到设定安装数量，停止迭代。2.根据权利要求1所述的降低继发性换相失败风险的故障限流器优化配置方法，其特征在于，所述以电压交互作用因子最小为目标，确定目标函数，具体包括：确定多目标优化函数其中，i表示优化目标的编号，和表示相邻的两直流支路的编号，表示支路和支路之间的电压交互作用因子；根据多目标优化函数，确定目标函数其中，ai表示的权重，表示第t-1次迭代后，支路和支路的电压交互作用因子。3.根据权利要求1所述的降低继发性换相失败风险的故障限流器优化配置方法，其特征在于，所述以每次安装一个故障限流器以及最多安装设定数量的故障限流器为约束条件，确定故障限流器的安装位置以及限流电抗值，具体包括：确定初始迭代次数t＝1和故障限流器的初始数量nFCL＝1；确定第一约束条件其中，NL为支路的数量，支路信息矩阵为为0、1变量，lc表示故障限流器预选安装支路的编号，表示故障限流器安装于预选支路集中的第lc条支路上，每次迭代只确定一个故障限流器的安装位置，只安装一个故障限流器，为CL中的第lc行，代表第lc支路的信息，分别表示第lc支路的首端节点、末端节点和支路阻抗，分别为第t次迭代对应的节点阻抗矩阵Zt上位于的元素，分别表示节点的自阻抗、节点的自阻抗、节点和节点之间的互阻抗，分别为Zt上位于的元素，分别表示节点和节点的互阻抗、节点和节点的互阻抗、节点和节点的互阻抗、节点和节点的互阻抗；确定第二约束条件其中，确定第三约束条件其中，c＝z1+z2-2z3+zFCL，zFCL＝-(z42+z4·jx)/(jx)，x为故障限流器的电抗值，j为虚数符号；确定第四约束条件x≤xmax，其中，x为故障限流器的安装数量，xmax为故障限流器最多安装设定数量。4.一种降低继发性换相失败风险的故障限流器优化配置系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈沉，郑宽，陈颖，黄少伟，于智同，张璐，包海龙，
申请(专利权)人：清华大学，国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11