一种直流电网限流电抗器电气参数的优化方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种直流电网限流电抗器电气参数的优化方法和装置，所述方法包括：获取直流电网发生直流侧短路故障后直流断路器允许的开断电流最大值和直流电网故障点两侧的电流值；根据预先构建的目标函数对限流电抗器电气参数进行优化；所述目标函数以限流电抗器电气参数最小为目标，且通过直流电网发生直流侧短路故障后直流断路器允许的开断电流最大值和直流电网故障点两侧的电流值进行构建。本发明专利技术提供的技术方案，针对直流电网故障限流特性，考虑直流断路器开断时间和开断电流以及直流电网故障检测时间，采用智能优化算求取目标函数的解，保证限流电抗器电气参数足够小，有效降低直流断路器的开断电流的大小，提高直流电网系统运行的可靠性。

An optimization method and device for the electrical parameters of current limiting reactor in DC power grid

【技术实现步骤摘要】
一种直流电网限流电抗器电气参数的优化方法和装置
本专利技术涉及输配电
，具体涉及一种直流电网限流电抗器电气参数的优化方法和装置。
技术介绍
直流电网中发生直流侧短路故障后，需要依靠断路器切除故障线路。然而，由于直流电网的“低惯量、低阻抗”特性，直流电网发生双极短路故障后，故障电流上升速度快且幅值大。目前现有的高压直流断路器不能满足切除速率和切除容量的需求，为了抑制直流侧故障电流上升速率，减小高压直流断路开断的故障电流大小，直流电网需要增加较大的平波电抗器。从故障限流的角度而言，平波电抗器取值越大，故障后的限流效果越好。但是，过大的限流电抗器一方面增加了直流电网的建设成本，另一方面直流侧电感作为储能元件，随着感抗值的增大，在暂态过程中表现出电流源特性，将对电压源型换流器性能产生不利影响，例如减弱直流电网在稳态时对直流网络电流的快速调节能力、影响整个直流系统的动态特性，甚至可能会导致整个直流系统某些模态呈现弱阻尼。现有技术中，常规的直流侧电抗器配置方案采用同时增加所有的直流侧电抗器大小来满足直流断路器开断要求，但是不能达到限流电抗器尽量小的目的。
技术实现思路
本专利技术提供一种直流电网限流电抗器电气参数的优化方法和装置，其目的是针对直流电网故障限流特性，考虑直流断路器开断时间和开断电流大小以及直流电网故障检测时间，采用智能优化算法求取目标函数的解，尽可能地保证限流电抗器电气参数足够小，提出直流电网限流电抗器电气参数优化的方法，有效降低直流断路器的开断电流的大小，提高直流电网系统运行的可靠性。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：一种直流电网限流电抗器电气参数的优化方法，其改进之处在于，所述方法包括：获取直流断路器的开断电流的最大值和直流电网发生故障后直流电网故障点两侧的电流；根据预先构建的目标函数对限流电抗器电气参数进行优化；所述目标函数以限流电抗器电气参数最小为目标，且通过所述直流断路器的开断电流的最大值和直流电网发生故障后直流电网故障点两侧的电流进行构建。优选的，所述目标函数以限流电抗器电气参数最小为目标，且通过所述直流断路器的开断电流的最大值和直流电网发生故障后直流电网故障点两侧的电流进行构建，包括：按下式确定预先构建的目标函数：上式中，j∈[1,n]，n为限流电抗器的总数量；i∈[1,Z]，Z为直流电网的故障点的总数量；Lj为第j个限流电抗器的电感，M为罚函数因子，Imax为所述直流断路器的开断电流的最大值，Ii,1为直流电网第i个故障点一侧的电流，Ii,2为直流电网第i个故障点另一侧的电流，所述限流电抗器电气参数包括电感。进一步的，按下式确定所述预先构建的目标函数的约束条件：上式中，Imax为所述直流断路器的开断电流的最大值，Ii,1|t为所述直流电网在发生故障后t时间段内的直流电网第i个故障点一侧的电流，Ii,2|t为所述直流电网在发生故障后t时间段内的直流电网第i个故障点另一侧的电流，t1为所述直流断路器的开断时间，t2为直流电网故障检测时间，其中，t＝t1+t2。优选的，所述根据预先构建的目标函数对限流电抗器电气参数进行优化，包括：利用智能优化算法获取所述预先构建的目标函数的最优解。一种直流电网限流电抗器电气参数的优化装置，其改进之处在于，所述装置包括：获取单元，用于获取直流断路器的开断电流的最大值和直流电网发生故障后直流电网故障点两侧的电流；优化单元，用于根据预先构建的目标函数对限流电抗器电气参数进行优化；构建单元，用于所述目标函数以限流电抗器电气参数最小为目标，且通过所述直流断路器的开断电流的最大值和直流电网发生故障后直流电网故障点两侧的电流进行构建。优选的，所述构建单元，包括：确定模块，用于按下式确定预先构建的目标函数：上式中，j∈[1,n]，n为限流电抗器的总数量；i∈[1,Z]，Z为直流电网的故障点的总数量；Lj为第j个限流电抗器的电感，M为罚函数因子，Imax为所述直流断路器的开断电流的最大值，Ii,1为直流电网第i个故障点一侧的电流，Ii,2为直流电网第i个故障点另一侧的电流，所述限流电抗器电气参数包括电感。进一步的，按下式确定所述预先构建的目标函数的约束条件：上式中，Imax为所述直流断路器的开断电流的最大值，Ii,1|t为所述直流电网在发生故障后t时间段内的直流电网第i个故障点一侧的电流，Ii,2|t为所述直流电网在发生故障后t时间段内的直流电网第i个故障点另一侧的电流，t1为所述直流断路器的开断时间，t2为直流电网故障检测时间，其中，t＝t1+t2。优选的，所述根据预先构建的目标函数对限流电抗器电气参数进行优化，包括：利用智能优化算法获取所述预先构建的目标函数的最优解。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的技术方案，通过以限流电抗器电气参数最小为目标，且通过直流电网发生直流侧短路故障后直流断路器允许的开断电流最大值和直流电网故障点两侧的电流值构建目标函数，利用智能优化算法并根据目标函数对限流电抗器电气参数进行优化，优化后的限流电抗器参数改善了直流电网系统的动态稳定特性，为工程中直流电网的限流电抗器的电气参数设计提供了理论依据。采用本专利技术技术方案优化后直流电网中各限流电抗器的电气参数均可达到最小，不仅能够提高直流断路器的可靠性，还能够保证直流电网故障的快速清除，降低了直流电网的建设成本。附图说明图1是本专利技术一种直流电网限流电抗器电气参数的优化方法的流程图；图2是本专利技术一种直流电网限流电抗器电气参数的优化装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供的一种直流电网限流电抗器电气参数的优化方法，如图1所示，包括：101.获取直流断路器的开断电流的最大值和直流电网发生故障后直流电网故障点两侧的电流；102.根据预先构建的目标函数对限流电抗器电气参数进行优化；103.所述目标函数以限流电抗器电气参数最小为目标，且通过所述直流断路器的开断电流的最大值和直流电网发生故障后直流电网故障点两侧的电流进行构建。进一步的，在根据预先构建的目标函数对限流电抗器电气参数进行优化之后，所述步骤103，包括：按下式确定预先构建的目标函数：上式中，j∈[1,n]，n为限流电抗器的总数量；i∈[1,Z]，Z为直流电网的故障点的总数量；Lj为第j个限流电抗器的电感，M为罚函数因子，Imax为所述直流断路器的开断电流的最大值，I本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流电网限流电抗器电气参数的优化方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取直流断路器的开断电流的最大值和直流电网发生故障后直流电网故障点两侧的电流；/n根据预先构建的目标函数对限流电抗器电气参数进行优化；/n所述目标函数以限流电抗器电气参数最小为目标，且通过所述直流断路器的开断电流的最大值和直流电网发生故障后直流电网故障点两侧的电流进行构建。/n

【技术特征摘要】
1.一种直流电网限流电抗器电气参数的优化方法，其特征在于，所述方法包括：
获取直流断路器的开断电流的最大值和直流电网发生故障后直流电网故障点两侧的电流；
根据预先构建的目标函数对限流电抗器电气参数进行优化；
所述目标函数以限流电抗器电气参数最小为目标，且通过所述直流断路器的开断电流的最大值和直流电网发生故障后直流电网故障点两侧的电流进行构建。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标函数以限流电抗器电气参数最小为目标，且通过所述直流断路器的开断电流的最大值和直流电网发生故障后直流电网故障点两侧的电流进行构建，包括：
按下式确定预先构建的目标函数：



上式中，j∈[1,n]，n为限流电抗器的总数量；i∈[1,Z]，Z为直流电网的故障点的总数量；Lj为第j个限流电抗器的电感，M为罚函数因子，Imax为所述直流断路器的开断电流的最大值，Ii,1为直流电网第i个故障点一侧的电流，Ii,2为直流电网第i个故障点另一侧的电流，所述限流电抗器电气参数包括电感。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，按下式确定所述预先构建的目标函数的约束条件：



上式中，Imax为所述直流断路器的开断电流的最大值，Ii,1|t为所述直流电网在发生故障后t时间段内的直流电网第i个故障点一侧的电流，Ii,2|t为所述直流电网在发生故障后t时间段内的直流电网第i个故障点另一侧的电流，t1为所述直流断路器的开断时间，t2为直流电网故障检测时间，其中，t＝t1+t2。


4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预先构建的目标函数对限流电抗器电气参数进行优化，包括：
利用智能优化算法获取所述预先构...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤广福，吴亚楠，杨杰，周啸，孔明，王晓宇，裴翔羽，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11