有效
一种故障限流器配置方法及装置
乔胜亚、莫文雄、王勇、李光茂、朱璐、彭和平、黄少伟、李博达
广东电网有限责任公司广州供电局
摘要
本发明提供一种故障限流器配置方法及装置,根据由多个HVDC换流站之间的电压交互因子获取的第一目标函数,以及根据发生短路故障的节点处安装故障限流器前后的短路故障电流变化值获取的第二目标函数,获取第三目标函数,再结合故障限流器的若干限制条件,获取故障限流器配置模型;最终根据限流器配置模型,确定每台故障限流器的目标参数和目标位置;将每台故障限流器按照目标参数和目标位置在电网中配置,同时考虑了故障限流器的限流作用和抑制换相失败的风险的作用,每次仅配置一台故障限流器,从而保证了每台故障限流器的参数和位置均为最优,且上一台故障限流器的参数和位置对于下一台故障限流器而言均为最优,由此保证了资源的最佳利用。
1.一种故障限流器配置方法,其特征在于,包括:确定电网中互相连接的多个HVDC换流站之间的电压交互因子;根据每个所述电压交互因子和每个所述电压交互因子对应的第一权重系数,获取第一目标函数;根据多个换流站之间发生短路故障的节点处的原始短路电流,以及安装故障限流器后所述节点处的短路故障电流之差,获取所述节点处的短路故障电流变化值;根据每个所述短路故障电流变化值和每个所述短路故障电流变化值对应的第二权重系数,获取第二目标函数;根据阻抗化的所述第一目标函数和阻抗化的所述第二目标函数,获取第三目标函数;根据所述第三目标函数,以及故障限流器对应的安装数限制条件、网络参数限制条件、电压交互指标限制条件、节点短路电流限制条件和阻抗限制条件,获取故障限流器配置模型;根据所述限流器配置模型,确定每台故障限流器的目标参数和目标位置;将每台所述故障限流器按照所述目标参数和所述目标位置在电网中配置。
2.根据权利要求1所述的故障限流器配置方法,其特征在于,所述将每台所述故障限流器按照所述目标参数和所述目标位置在电网中配置之前,还包括:A1、将任意一台故障限流器按照所述任意一台故障限流器对应的目标参数和目标位置在电网中配置,并更新所述故障限流器配置模型;A2、根据更新后的所述故障限流器配置模型,获取另一台故障限流器对应的目标参数和目标位置,并按照所述另一台故障限流器对应的目标参数和目标位置安装所述另一台故障限流器;A3、重复步骤A1和A2,直至在电网中安装待配置的每台所述故障限流器。
3.根据权利要求2所述的故障限流器配置方法,其特征在于,步骤A1中,所述更新所述故障限流器配置模型之前,还包括:分别更新所述第一目标函数和所述第二目标函数;根据更新后的所述第一目标函数和所述第二目标函数,更新所述第三目标函数;更新所述任意一台的故障限流器对应的网络参数限制条件、电压交互指标限制条件、节点短路电流限制条件和阻抗限制条件;根据更新后的所述第一目标函数、所述第二目标函数和所述第三目标函数,以及更新后的所述任意一台故障限流器对应的网络参数限制条件、电压交互指标限制条件、节点短路电流限制条件和阻抗限制条件,更新所述故障限流器配置模型。
4.根据权利要求1所述的故障限流器配置方法,其特征在于,所述第一目标函数为:其中,f 1 为第一目标函数,t为故障限流器的编号, 和 为多馈入交互因子 关联的两个HVDC换流站的编号,i为多馈入交互因子 的编号, 为多馈入交互因子 的个数, 为每个多馈入交互因子 对应的权重系数;所述阻抗化的第一目标函数为:其中,f 1 为第一目标函数,t为故障限流器的编号, 为编号为 和 的关联的两个HVDC换流站的互阻抗, 为编号为 的HVDC换流站的自阻抗, 为每个多馈入交互因子 对应的权重系数,i为多馈入交互因子 的编号。
5.根据权利要求1所述的故障限流器配置方法,其特征在于,所述第二目标函数为:其中,f 2 为第二目标函数,i为多馈入交互因子 的编号, 为多馈入交互因子 的个数,t为故障限流器的编号, 为多馈入交互因子 关联的两个HVDC换流站之间的任一发生短路故障的节点处的原始短路电流, 为该节点处安装故障限流器之后的短路故障电流, 为该节点处的短路故障电流变化值,β i 为该节点处的短路故障电流变化值的权重系数;所述阻抗化的第二目标函数为:其中,f 2 为第二目标函数,i为多馈入交互因子 的编号, 为多馈入交互因子 的个数,t为故障限流器的编号, 为多馈入交互因子 关联的两个HVDC换流站之间的任一发生短路故障的节点处的自阻抗, 为该节点处安装故障限流器之后的自阻抗, 为该节点处的自阻抗变化值,β i 为该节点处的自阻抗变化值的权重系数。
6.根据权利要求1所述的故障限流器配置方法,其特征在于,所述第三目标函数为:其中,f 3 为第三目标函数,i为多馈入交互因子 的编号, 为多馈入交互因子 的个数,t为故障限流器的编号, 为多馈入交互因子 关联的两个HVDC换流站之间的任一发生短路故障的节点处的自阻抗, 为该节点处安装故障限流器之后的自阻抗, 为该节点处的自阻抗变化值,β i 为该节点处的自阻抗变化值的权重系数; 为编号为 和 的关联的两个HVDC换流站的互阻抗, 为编号为 的HVDC换流站的自阻抗, 为每个多馈入交互因子 对应的权重系数。
7.根据权利要求1所述的故障限流器配置方法,其特征在于,获取所述故障限流器对应的安装数限制条件、网络参数限制条件、电压交互指标限制条件、节点短路电流限制条件和阻抗限制条件,具体包括:B1、根据第一矩阵,针对每台故障限流器,确定所述安装数限制条件为1;所述第一矩阵为:其中,σ为第一矩阵,j为故障限流器的候选线路的编号,N L 为候选线路的个数; 分别为0或1,若所述候选线路上安装有故障限流器,则σ j 为1;若候选线路上未安装故障限流器,则σ j 为0;所述安装数限制条件为:σ T σ=1其中,σ为第一矩阵,σ T 为第一矩阵σ的转置矩阵;B2、根据第二矩阵确定所述网络参数限制条件,所述网络参数限制条件用于根据所述第二矩阵获取所述多个HVDC换流站之间的任一节点处的自阻抗;所述第二矩阵为:其中,CL为第二矩阵,j为故障限流器的候选线路的编号,N L 为候选线路的个数; 为多个HVDC换流站之间的任一节点处的自阻抗;CL为 维的矩阵,C j 为 维的矩阵, 为多馈入交互因子 的个数;所述网络参数限制条件为:其中,σ T 为第一矩阵σ的转置矩阵,CL为第二矩阵, 为根据σ T CL得到的变量;B3、根据所述变量和所述故障限流器的阻抗x FCL ,更新编号为 和 的关联的两个HVDC换流站的互阻抗 和编号为 的HVDC换流站的自阻抗 根据所述变量、所述故障限流器的阻抗x FCL 、更新后的 和 获取所述电压交互指标限制条件;B4、根据多个HVDC换流站之间的任一发生短路故障的节点处安装故障限流器之后的短路故障电流,不超过多该节点对应的断路器的遮断电流,确定所述节点短路电流限制条件为: 其中, 为该节点处安装故障限流器之后的短路故障电流, 为该节点对应的断路器的遮断电流;B5、根据所述故障限流器的阻抗不大于所述故障限流器的额定电抗,获取所述阻抗限制条件为:x FCL <x FCL,max ,其中,x FCL 为故障限流器的阻抗,x FCL,max 为故障限流器的额定电抗。
8.一种故障限流器配置装置,其特征在于,包括:第一优化单元,用于确定电网中互相连接的多个HVDC换流站之间的电压交互因子;根据每个所述电压交互因子和每个所述电压交互因子对应的第一权重系数,获取第一目标函数;第二优化单元,用于根据多个换流站之间发生短路故障的节点处的原始短路电流,以及安装故障限流器后所述节点处的短路故障电流之差,获取所述节点处的短路故障电流变化值;根据每个所述短路故障电流变化值和每个所述短路故障电流变化值对应的第二权重系数,获取第二目标函数;第三优化单元,用于根据阻抗化的所述第一目标函数和阻抗化的所述第二目标函数,获取第三目标函数;建模单元,用于根据所述第三目标函数,以及故障限流器的安装数限制条件、网络参数限制条件、电压交互指标限制条件、节点短路电流限制条件和阻抗限制条件,获取故障限流器配置模型;配置单元,用于根据所述限流器配置模型,确定每台故障限流器的目标参数和目标位置;将每台所述故障限流器按照所述目标参数和所述目标位置在电网中配置。
9.一种电子设备,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1至7任一项所述的故障限流器配置方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的故障限流器配置方法。



