【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新型柔性限流器及其优化配置方法，属于柔性限流器。
技术介绍
1、电力需求和分布式电源装机容量的增长导致故障电流超过了现有断路器的额定值，给设备的协调保护带来了干扰并可能造成设备损坏。为了解决这个问题，故障限流器被广泛关注，因为它具有灵活抑制故障电流、不改变电网结构、在正常运行时无损耗以及提高电网可靠性等优点。
2、然而，现有的故障限流器存在一些问题，例如超导限流器由于故障后超导体恢复时间较长和超导体限流后的散热问题，无法得到广泛应用。传统的柔性限流器在考虑短路限制、设备成本、损耗、暂态稳定性和容量等因素的影响时，较难有效限制故障期间的故障电流。
3、比如公开日2023.03.31的中国专利，公开号cn112234642b、名称“一种柔性直流电网中故障限流器的优化配置方法”，该方案本通过设置约束条件，利用粒子群算法围绕配置的限流器的总电感值最小和断路器总容量最低这两个目的进行多目标优化，以实现配置过程的总成本最低；
4、目前，单目标优化算法虽然能够解决优化问题，但效率较低。同时，不同指标之间引入的主观权重会导致限流器在优化配置问题中存在主观性和偏差性。随着目标维数的增加，多目标优化算法在处理这类问题上表现出更优异的性能。
5、此外，现有研究受到局部最优解的限制，并且没有充分考虑限流器的成本。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种新型柔性限流器及其优化配置方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、
3、一种新型柔性限流器，包括主通流支路、主限流支路和峰值电流限制支路；
4、所述主通流支路包括依次串联的超快速机械开关ufd、第二电感l2和第一电感l1，所述第二电感l2和第一电感l1耦合；
5、所述主限流支路包括电力电子开关s1(igbt并联反向二极管)、续流二极管d6、耗能电阻rh和第一电感l1，所述主通流支路和主限流支路共用一个第一电感l1；所述电力电子开关s1一端与超快速机械开关ufd背离第二电感l2的一端连接，另一端第一路连接至第二电感l2和第一电感l1之间，另一端第二路依次经过续流二极管d6、耗能电阻rh接地；
6、所述峰值电流限制支路包括相互并联并与第一电感l1串联的第一限制支路和第二限制支路；
7、所述第一限制支路包括相互串联的第一二极管d1和第二二极管d2，第一二极管d1和第二二极管d2的阴极位于相向一端；
8、所述第二限制支路包括相互串联的第三二极管d3和第四二极管d4，第三二极管d3和第四二极管d4的阴极位于相背一端；
9、第一二极管d1和第二二极管d2的阴极之间与第三二极管d3和第四二极管d4阳极之间依次串联有电源e、第一电阻r1、第三电感l3，所述第三电感l3两端并联有串联设置的耗能电阻r2和反向二极管d5。
10、一种新型柔性限流器优化配置方法，包括以下步骤：
11、如权利要求1所述的柔性限流器投入运行后等效为电流源，并对其暂态过程建模和分析，得到其整个暂态过程的冲击电流表达式；
12、基于损耗构建柔性限流器的寿命模型；
13、基于柔性限流器成本、冲击电流限制效果与限流器使用寿命为目标，柔性限流器中峰值电流限制支路中的反电动势容量为约束，构建柔性限流器优化配置数学模型；
14、采用多目标改进型灰狼算法对柔性限流器的反电动势、电阻、电感的容量进行多目标优化计算，得到pareto解，即为柔性限流器最优配置。
15、优选的，所述损耗包括冲击电流损耗和年限损耗，基于功率标幺值对其冲击电流损耗进行拟合，基于二次函数对其年限损耗进行拟合。
16、优选的，基于发生故障后的柔性限流器暂态过程，构建其冲击电流表达式，包括：
17、故障检测阶段：短路电流表达式为：
18、
19、
20、式中：lline表示直流线路的等效电抗，rline表示直流线路的等效电阻，rs表示换流站的等效电阻；idc1表示故障检测阶段的电流表达式，idc-set表示正常运行时的电流值，udc表示换流站等效电压，e表示峰值电流限制支路反电动势，t表示故障后的时间，t1表示直流线路发生双极短路故障的时刻；
21、电流转移阶段：短路电流表达式为：
22、
23、
24、
25、式中：idc表示电流转移阶段的电流表达式，i20表示t2时刻的电流值，t2表示电流转移阶段开始时刻，l0表示耦合电感等效总电抗；
26、电流下降阶段：
27、
28、
29、
30、式中：idc3表示电流下降阶段的电流表达式，i30表示t3时刻的电流值，t3表示电流下降阶段开始时刻。
31、优选的，所述冲击电流损耗的寿命损耗函数为：
32、
33、当功率小于pact时，柔性限流器不产生损耗；当功率处于pact与之间，存在一个较小的损耗系数sqmin；当功率处于与pmax之间，损耗以二次函数的形式增加；当功率大于pmax，柔性限流器的寿命损耗随着电流的增加呈线性直线加速；
34、式中：tq为每次发生故障电流大于设定值的时间；tfualt为限流器在研究时段内发生故障的次数；pact为动作阈值功率；pmax为最大承受功率；sqmax与sqmin分别为损耗系数的最大、最小值。
35、优选的，所述年限损耗基于老化影响构建年限损耗曲线。
36、
37、式中，y表示总的年限损耗，tfault表示研究期间内的故障次数，每次计算完冲击电流损耗寿命计算一次年限损耗；t表示当前剩余寿命；x表示已损失寿命百分比。
38、优选的，所述柔性限流器优化配置数学模型为：
39、min f(x)＝(min f1(x),min f2(x),min f3(x))
40、式中：x＝(x1，x2，…，xn)表示三维问题的解；f(x)表示三维问题的目标空间，f1是投资成本，f2用于评价柔性限流器对冲击电流的限制效果，f3用于计算限流器的使用寿命；
41、f1＝50e+5l+r
42、式中，e、l、r分别表示主限流支路中反电动势、总电感和电阻的容量；
43、
44、式中，i1、i2、idown分别为故障检测阶段、电流转移阶段和电流下降阶段的冲击电流的大小；t0-t1期间为故障检测阶段；t1-t2期间为电流转移阶段；t2-t3期间为电流下降阶段；
45、f3的目标函数表示为：
46、l总＝δl冲击+δl年限
47、式中，δl冲击和δl年限分别为限流器由于冲击损耗和年限损耗损失的寿命，其中，δl冲击是e、l、r的函数；
48、
49、式中：tq为每次发生故障电流大本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新型柔性限流器，其特征在于，包括主通流支路、主限流支路和峰值电流限制支路；
2.一种新型柔性限流器的优化配置方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的一种新型柔性限流器优化配置方法，其特征在于：所述损耗包括冲击电流损耗和年限损耗，基于功率标幺值对其冲击电流损耗进行拟合，基于二次函数对其年限损耗进行拟合。
4.如权利要求3所述的一种新型柔性限流器的优化配置方法，其特征在于：基于发生故障后的柔性限流器暂态过程，构建其冲击电流表达式，包括：
5.如权利要求3所述的一种新型柔性限流器的优化配置方法，其特征在于：所述冲击电流损耗的寿命损耗函数为：
6.如权利要求3所述的一种新型柔性限流器的优化配置方法，其特征在于：所述年限损耗基于老化影响构建年限损耗曲线。
7.如权利要求3所述的一种新型柔性限流器的优化配置方法，其特征在于：所述柔性限流器优化配置数学模型为：
8.如权利要求3所述的一种新型柔性限流器的优化配置方法，其特征在于：所述多目标改进型灰狼算法为：
9.如权利要求8所
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求2-9任一权利要求所述的一种新型柔性限流器优化配置方法。
...【技术特征摘要】
1.一种新型柔性限流器，其特征在于，包括主通流支路、主限流支路和峰值电流限制支路；
2.一种新型柔性限流器的优化配置方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的一种新型柔性限流器优化配置方法，其特征在于：所述损耗包括冲击电流损耗和年限损耗，基于功率标幺值对其冲击电流损耗进行拟合，基于二次函数对其年限损耗进行拟合。
4.如权利要求3所述的一种新型柔性限流器的优化配置方法，其特征在于：基于发生故障后的柔性限流器暂态过程，构建其冲击电流表达式，包括：
5.如权利要求3所述的一种新型柔性限流器的优化配置方法，其特征在于：所述冲击电流损耗的寿命损耗函数为：
6.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙玉波，王耀，朱贺，肖阳春，赵铃光，叶景，曾志宏，林超群，涂承谦，雷伟，吴剑钊，柳卫明，苏建新，叶娴，缪健锋，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司宁德供电公司，
类型：发明
国别省市：
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