本发明专利技术公开一种基于灵敏度技术的超导故障限流器优化配置的方法，步骤为：计算全系统所有节点的三相短路电流，找出b个短路电流超标节点；根据SFCL的启动条件确定哪些支路上安装SFCL能够可靠启动；求出每一个短路电流超标站点自阻抗的灵敏度，并按灵敏度由大到小排序，取排在前面的a条支路作为安装SFCL的候选支路；取候选的c条支路作为下一步多目标优化算法NSGA-Ⅱ的优化支路，从而确定SFCL的最佳安装位置、安装数量及阻抗值的方案，实现全局最优配置。此方法大大缩小了解的搜索空间，加快了计算速度，优化结果更符合实际应用，同时，也避免了多目标转换成单目标优化所带来的权值选取问题，决策者可根据实际工程需要进行最终的决策。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电 力系统运行和规划领域，特别涉及一种基于灵敏度技术的超导故障限流器(SFCL)优化配置的方法。
技术介绍
随着电力系统规模的不断扩大、各大电网之间互联的实施以及大量分布式电源的接入，系统的短路电流水平不断攀升，有些情况下甚至超出了断路器的额定遮断容量，严重威胁了电网的安全运行。目前，针对电网短路电流超标问题，已提出多种限流措施，主要分为两类，一类是调整电网结构、改变系统的运行方式，此类方法虽然能很好地解决短路电流过大的问题，但建设工期长、投资大，且对系统的稳定性、可靠性和网络的完整性带来不利影响；另一类是加装限流设备，主要包括限流电抗器和故障限流器(Fault Current Limiters, FCL),但限流电抗器在正常运行时会增加网络损耗，有些情况下甚至会降低系统的稳定性；而故障限流器是一种新型的限制短路电流装置，装置类型众多，其中较理想的是超导故障限流器(Superconducting Fault Current Limiter, SFCL),其反应速度快、能自动触发、自动复位，在电网正常运行时，SFCL处于超导态，不影响电网的正常运行，当电网发生故障时，短路电流大于临界电流，超导体转变为非线性高阻抗，在毫秒级的时间内有效地限制短路电流，是一种可靠性高、理想的电力系统故障限流装置。当大电网短路电流超标节点有多个并且分布在全网不同位置，加之短路电流流向来自各个方向，从电网规划和经济性角度来考虑，如何确定SFCL最优安装位置、安装数量以及阻抗值成为亟需解决的问题。这是一个大规模的非连续、非线性的多目标优化问题，现有研究成果大多是将多目标优化转化为单目标进行优化，然而权值的选取影响到最终的优化结果，属于“先决策，后搜索”的寻优模式，部分研究采用枚举法进行故障限流器的优化，但对于大电网而言，计算量过大而不适用，还有部分研究在优化过程中没有考虑故障限流器的启动条件，即认为只要系统发生故障，任何位置的故障限流器均能可靠地启动，这是不符合实际工程应用的。基于以上分析，本专利技术人对现有的SFCL优化配置方法进行研究改进，本案由此产生。
技术实现思路
本专利技术的目的，在于提供一种，其大大缩小了解的搜索空间，加快了计算速度，优化结果更符合实际应用，同时，也避免了多目标转换成单目标优化所带来的权值选取问题，决策者可根据实际工程需要进行最终的决策。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是一种，包括如下步骤(I)获取电力系统的串联电阻、串联电抗、并联电抗和变压器变比的参数，形成系统导纳矩阵，计算稳态工况下的潮流，得到系统各节点电压幅值和相角，以及各支路的稳态电流；(2)负荷用恒阻抗代替，计及负荷阻抗和发电机阻抗，形成系统节点阻抗矩阵；(3)计算全系统所有节点的三相短路电流，找出短路电流超标节点，设其数目为b个；(4)求出每个超标站点发生短路故障时系统各支路的电流大小，然后，根据SFCL的启动条件确定哪些支路上安装SFCL能够可靠启动；(5)求出每一个短路电流超标站点自阻抗对由步骤(4)所选的各支路阻抗的灵敏度，并按灵敏度由大到小排序，取该超标节点灵敏度排在前面的a条支路作为安装SFCL的候选支路； (6)取候选的c条支路作为下一步多目标优化算法NSGA- II的优化支路，从而确定SFCL的最佳安装位置、安装数量及阻抗值的方案，实现全局最优配置，其中，c < bXa，重复支路算作一条。上述步骤(I)中，设系统节点数为n，则系统导纳矩阵Y的具体表达形式如下权利要求1.一种，其特征在于包括如下步骤 (1)获取电力系统的串联电阻、串联电抗、并联电抗和变压器变比的参数，形成系统导纳矩阵，计算稳态工况下的潮流，得到系统各节点电压幅值和相角，以及各支路的稳态电流； (2)负荷用恒阻抗代替，计及负荷阻抗和发电机阻抗，形成系统节点阻抗矩阵； (3)计算全系统所有节点的三相短路电流，找出短路电流超标节点，设其数目为b个； (4)求出每个超标站点发生短路故障时系统各支路的电流大小，然后，根据SFCL的启动条件确定哪些支路上安装SFCL能够可靠启动； (5)求出每一个短路电流超标站点自阻抗对由步骤(4)所选的各支路阻抗的灵敏度，并 按灵敏度由大到小排序，取该超标节点灵敏度排在前面的a条支路作为安装SFCL的候选支路； (6)取候选的c条支路作为下一步多目标优化算法NSGA-II的优化支路，从而确定SFCL的最佳安装位置、安装数量及阻抗值的方案，实现全局最优配置，其中，c < bXa，重复支路算作一条。2.如权利要求I所述的，其特征在于所述步骤(I)中，设系统节点数为n，则系统导纳矩阵Y的具体表达形式如下3.如权利要求2所述的，其特征在于所述步骤(2)中，假设系统节点数为n，则节点阻抗矩阵Z的具体表达形式为4.如权利要求3所述的，其特征在于所述步骤(3)中，短路电流超标节点的计算方法是设允许的最大短路电流值为Imax，节点i的自阻抗为Zii Uu力节点i稳态时的电压，则该节点的三相短路电流&为5.如权利要求4所述的，其特征在于所述步骤(4)的详细内容是已知超标节点k短路电流为&，可求出编号为I的支路首末端节点P、q短路时的电压为6.如权利要求5所述的，其特征在于所述步骤(5)中，灵敏度计算公式如下7.如权利要求6所述的，其特征在于所述步骤(6)中，在进行多目标优化计算时，包括如下步骤 1)对候选支路进行0-1编码，对相应SFCL参数进行实数编码； 2)算法开始时随机产生一个初始群体Ptl，令迭代次数t=0； 3)采用遗传算法进行选择、交叉和变异操作产生一个新种群Qt；4)将Pt和Qt并入到Rt中； 5)构造Rt的非支配集，计算同级个体的聚集距离，形成偏序关系； 6)依据精英保留策略，选取规模为N的新的父代群体Pt+1，令t=t+l；7)判断迭代次数t是否达到最大迭代次数，若是，输出最优解；否则，返回步骤3)继续迭代。全文摘要本专利技术公开一种，步骤为计算全系统所有节点的三相短路电流，找出b个短路电流超标节点；根据SFCL的启动条件确定哪些支路上安装SFCL能够可靠启动；求出每一个短路电流超标站点自阻抗的灵敏度，并按灵敏度由大到小排序，取排在前面的a条支路作为安装SFCL的候选支路；取候选的c条支路作为下一步多目标优化算法NSGA-Ⅱ的优化支路，从而确定SFCL的最佳安装位置、安装数量及阻抗值的方案，实现全局最优配置。此方法大大缩小了解的搜索空间，加快了计算速度，优化结果更符合实际应用，同时，也避免了多目标转换成单目标优化所带来的权值选取问题，决策者可根据实际工程需要进行最终的决策。文档编号H02H9/02GK102738780SQ201210220249公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月28日 优先权日2012年6月28日专利技术者刘玉娟, 卞栋, 卫志农, 张伟, 杨雄, 潘春兰, 王永贵, 胡文旺, 袁阳, 陆子刚, 陈凡, 韦延方 申请人:河海大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于灵敏度技术的超导故障限流器优化配置的方法，其特征在于包括如下步骤：（1）获取电力系统的串联电阻、串联电抗、并联电抗和变压器变比的参数，形成系统导纳矩阵，计算稳态工况下的潮流，得到系统各节点电压幅值和相角，以及各支路的稳态电流；（2）负荷用恒阻抗代替，计及负荷阻抗和发电机阻抗，形成系统节点阻抗矩阵；（3）计算全系统所有节点的三相短路电流，找出短路电流超标节点，设其数目为b个；（4）求出每个超标站点发生短路故障时系统各支路的电流大小，然后，根据SFCL的启动条件确定哪些支路上安装SFCL能够可靠启动；（5）求出每一个短路电流超标站点自阻抗对由步骤（4）所选的各支路阻抗的灵敏度，并按灵敏度由大到小排序，取该超标节点灵敏度排在前面的a条支路作为安装SFCL的候选支路；（6）取候选的c条支路作为下一步多目标优化算法NSGA？Ⅱ的优化支路，从而确定SFCL的最佳安装位置、安装数量及阻抗值的方案，实现全局最优配置，其中，c≤b×a，重复支路算作一条。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：卫志农，胡文旺，韦延方，袁阳，陆子刚，杨雄，张伟，陈凡，刘玉娟，潘春兰，卞栋，王永贵，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。