CN103838938A - 一种金属氧化物限压器设计能耗估算方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种串补装置的MOV设计能耗估算方法和装置，所述方法当短路电流超过串补旁路MOV电流定值时，MOV的能耗采用MOV的能耗最大梯度(dE/dt)max与响应时间(Tbp)的乘积来近似估算；当短路电流未超过串补旁路MOV电流定值时，MOV能耗采用MOV的能耗定值(Eset)与控制保护系统及间隙响应时间(Tbp)内的能量增量估计值之和来近似估算，相对于现有技术在计算MOV设计能耗的过程中只需要对所述串联补偿装置进行简单建模，不需要掌握串联补偿装置的详细参数，不需要对各种区内故障进行大量全面的仿真，从而减小工作量，能够在满足工程需求的许可范围内快速计算得到所述MOV设计能耗值。

Description

一种金属氧化物限压器设计能耗估算方法和装置

技术领域

本申请涉及电力传输技术领域，更具体地说，涉及一种金属氧化物限压器能耗估算方法和装置。

背景技术

在特高压大容量长距离交流输电系统中设置串联补偿装置，可以降低线路阻抗，从而降低线路的损耗，提输电线路的传输能力，降低输电成本。在所述串联补偿装置中起主要作用的是电容器组，所述电容器组配有电容器组保护设备，图1为串补装置简化接线示意图，参见图1，传统的电容器组保护设备包括：金属氧化物限压器（MOV）、间隙、限流阻尼装置，旁路开关等设备，其中所述MOV是限制电容器电压的保护设备，所述间隙是MOV和电容的后背保护设备，旁路开关是系统检修、调度的必要装置，同时也为MOV及去游离提供必要条件，所述限流阻尼装置则用于限制电容器组放电电流，防止电容器组、间隙、旁路开关在放电过程中损坏。

当线路出现短路故障时，短路电流在电容器组上产生高压电，所述MOV的作用就是吸收短路电流的能量，对电容器进行保护，所以所述MOV是所述串联补偿装置的组要过压保护措施，其设计能耗是影响串联补偿装置设计方案和制造成本的重要参数之一，在工程可行性研究及设计的初期，一般需要对所述MOV的设计能耗进行估算。

但是传统的估算方法需要进行大量详细的仿真计算，计算周期较长及工作量较大，并且还需要对补偿装置进行比较精细的建模，估算人员需要掌握串联补偿装置的详细参数。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种金属氧化物限压器设计能耗估算方法和装置，用于解决现有技术中在对MOV设计能耗过程中需要的工作量较大的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种金属氧化物限压器设计能耗估算方法，所述方法包括：

步骤1：估算金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗；

步骤2：建立简化仿真模型；

步骤3：采用电磁暂态仿真方法计算串联补偿线路区外故障条件下串联补偿装置金属氧化物限压器的能耗，确定金属氧化物限压器的能耗定值Eset，以及金属氧化物限压器电流定值Iset；

步骤4：采用电磁暂态仿真方法计算串联补偿出口故障条件下金属氧化物限压器的能耗梯度最大值（dE/dt）max；

步骤5：计算金属氧化物限压器第二能耗参考值：E2=k2’*(dE/dt)max*Tbp；

步骤6：获取与所述金属氧化物限压器的电流定值Iset对应的电压Uiset；

计算金属氧化物限压器第三能耗参考值E3：

E3=k1’*Eset+k3’*Iset*Uiset*Tbp；

步骤7：选取所述E3与E2中的最大值，判断所述最大值与所述估算出的设计能耗的差值是否大于预设值，如果是，将所述最大值作为所述初步估算出的设计能耗，重新执行所述步骤1；否则，将所述初步估算出的设计能耗作为所述金属氧化物限压器的设计能耗输出；

其中所述k1’、k2’、k3’分别第一、第二、第三预设值，Tbp为串联补偿装置及间隙的动作时间。

优选的上述方法中，所述k1’、k2’、k3’可以为依据预设测量精度、多柱MOV均流特性、安全裕度、热备用参数计算得到的预设系数。

优选的上述方法中，所述k1’、k2’、k3’的取值范围为1.3～2.0。

优选的上述方法中，所述初步设置金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗，包括：

依据串联补偿装置的系统特性参数，初步估算金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗。

优选的上述方法中，所述建立简化仿真模型，包括：

所述建立简化仿真模型包括建立系统及串联补偿装置的简化仿真模型，并且该模型仅包括电容器组及金属氧化物限压器的仿真模型。

一种金属氧化物限压器能耗估算装置，所述装置包括：预设单元，仿真模型建立单元，电磁暂态仿真计算单元、第一计算单元，第二计算单元和判断单元；

预设单元，用于预设金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗；

仿真模型建立单元，用于建立简化仿真模型；

电磁暂态仿真计算单元，用于采用电磁暂态仿真方法计算串联补偿线路区外故障条件下串联补偿装置金属氧化物限压器的能耗，确定金属氧化物限压器的能耗定值Eset，以及金属氧化物限压器电流定值Iset；

第一计算单元，用于依据公式：E2=k2’*(dE/dt)max*Tbp，计算出第二参考值；

第二计算单元，用于获取与所述金属氧化物限压器的电流定值Iset对应的电压Uiset，以及公式E3=k1’*Eset+k3’*Iset*Uiset*Tbp；

计算金属氧化物限压器第三能耗参考值E3：

判断单元，用于选取所述E3与E2中的最大值，判断所述最大值与所述预设的设计能耗的差值是否大于预设值，如果是，将所述最大值作为所述预设单元预设的设计能耗，触发所述预设单元，否则，将所述设计能耗作为所述金属氧化物限压器的设计能耗并输出。

优选的，上述装置中，还可以包括：

预设系数计算单元，用于获取预设测量精度、多柱MOV均流特性、安全裕度、热备用参数，并依据所述预设测量精度、多柱MOV均流特性、安全裕度、热备用参数计算所述k1’、k2’、k3’的值。

优选的上述装置中，所述预设单元，包括：

第一参数获取单元，用于获取串联补偿装置的系统特性参数；

设计能耗估算单元，用于依据串联补偿装置的系统特性参数计算金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开的金属氧化物限压器设计能耗估算方法相对于现有技术而言在计算MOV设计能耗的过程中只需要对所述串联补偿装置进行简单建模，不需要掌握串联补偿装置的详细参数，不需要对各种区内故障进行大量全面的仿真，从而减小工作量，能够在满足工程需求的许可范围内快速计算得到所述MOV设计能耗值。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中串补装置简化接线示意图；

图2为现有技术中串联补偿过电压保护逻辑示意图；

图3为本申请实施例一公开的详细仿真方法的流程图；

图4为本申请实施例二公开的简单估算法的流程图；

图5为本申请实施例三提供的所述MOV设计能耗估算方法的流程图；

图6为本申请提供的A-B之间的串补系统简化示意图；

图7为本申请提供的所述金属氧化物限压器能耗估算装置的结构图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图2为串联补偿过电压保护逻辑示意图。

在现有技术中，当特高压串联补偿线路电压输出系统或邻近系统发生短路故障时，为了防止串联补偿装置两侧发生过压情况，并使其能尽快恢复正常运行，应采用适当的过电压保护及策略，以便将过电压保护水平和MOV能耗都控制在一个合理的水平。

国内一般采用“MOV-并联间隙组合”保护作为特高压中线串联补偿装置的过电压主保护，其具体结构可参见图1。

根据故障发生的位置不同，一般可以将故障划分为区内故障和区外故障，其定义如下。

（1）区内故障：指发生在串联补偿装置所在线路两侧断路器之间的故障。

（2）区外故障：指发生在串联补偿装置所在线路两侧断路器之外的故障。

其中，在特高压串联补偿线路发生区外故障和区内故障时，对所述串联补偿装置的性能要求为：

（1）当发生区外故障时，所述MOV和旁路开关不允许动作，不允许旁路串补；

（2）当发生区内故障时，所述间隙导通以及旁路开关关合，将MOV旁路。

当所述特高线线路出现故障时，由串联补偿（在本申请中提到的串补，即可理解为串联补偿）装置的控制保护系统控制间隙的触发导通以及旁路开关的关合，其典型保护动作逻辑如图2所示，所述控制保护系统通常以MOV电流及能耗作为判断量，当检测到二者之一超过保护动作定值（分别记作Eset、Iset）时，即发出命令触发间隙，同时命令旁路开关闭合，将电容器组旁路。

本申请提出的技术方案涉及到的技术原理如下：

串联补偿线路发生区内故障，如果流过串联补偿装置的短路电流非常大，则串补电压迅速升高，所述MOV流过并迅速超过旁路MOV电流定值，控制保护系统命令间隙旁路，在控制保护系统及间隙响应的时间内（记作Tbp），所述MOV能耗迅速升高。则这种情形下MOV能耗可以近似用MOV的能耗最大梯度(dE/dt)max与响应时间(Tbp)的乘积来近似估算。

但是，如果流过串联补偿装置的短路电流没有足够大到超过旁路MOV电流定值的情况时，所述MOV能耗升高速度相对较慢，当其能耗累积结果超过MOV能耗定值情况下，控制保护系统命令间隙旁路串补。则这种情形下MOV能耗可以用MOV的能耗定值(Eset)与控制保护系统及间隙响应时间(Tbp)内的能量增量估计值之和来近似估算，其中能量增量可以利用MOV的电流定值(Eset)以及MOV流过该电流下的电压(Uiset)以及响应时间(Tbp)的乘积来近似估算。

根据上述两种情形下MOV能耗的最大值并合理考虑裕度、热备用需求、MOV阀片均流特性即可提出MOV能耗的估算值。

实施例一：

针对于如何计算MOV的设计能耗，现本申请实施例公开一种详细仿真方法。

图3为本申请实施例一公开的详细仿真方法计算MOV设计能耗的流程图。

参见图3，为了能够精确计算所述MOV设计能耗，本实施例提供的所述详细仿真方法包括：

步骤S301：根据串联补偿额定电压及系统短路电流水平等特性参数，初步计算MOV的额定电压及设计能耗；

步骤S302：建立详细仿真模型，其中所述详细仿真模型为包括电容器组、MOV、间隙、旁路开关、串补控制系统等的详细仿真模型；

步骤S303：采用电磁暂态仿真方法计算各种系统故障条件下MOV的能耗（记作Es）；

步骤S304：计算得到设计能耗Eins=k0*Es，其中k0为依据测量精度、多柱MOV均流特性、安全裕度、热备用等要求计算后得到的预设系数；

步骤S305：判断Eins与步骤S301中初步计算得到的设计能耗之差是否预设值，如果是，执行步骤S306，否则执行步骤S307；

步骤S306：根据仿真结果对串补装置MOV设计参数进行调整，提出1套新参数，然后迭代至步骤S301，并执行步骤301；

步骤S307：将所述步骤S301中计算得到的MOV设计能耗作为最终结果并输出。

实施例二

在本申请实施例一提供的技术方案中，需要进行大量详细的仿真计算，计算周期及工作量较大。并且还需要对串补装置进行比较精细的建模，需要掌握串联补偿装置的详细参数，导致整体计算难度较大，难以快速计算所述MOV设计能耗的大小。为此，对应于上述详细仿真方法，为了实现快速估算，本申请还提供了一种简单估算法。

图4为本申请实施例二公开的所述简单估算法的流程图；

参见图4，本申请实施例提供的所述简单估算法包括：

步骤S401：根据串联补偿额定电压及系统短路电流水平等特性参数，初步计算MOV的额定电压及设计能耗；

步骤S402：建立简化仿真模型，所述建立简化仿真模型包括建立系统及串联补偿装置的简化仿真模型，并且该模型仅包括电容器组及金属氧化物限压器的仿真模型；

步骤S403：采用电磁暂态仿真方法计算区外故障条件下串补装置MOV的能耗；依据裕度，确定MOV能耗定值Eset。

步骤S404：采用电磁暂态仿真方法计算串联补偿装置出口故障条件下MOV的能耗梯度最大值，记作(dE/dt)max；

步骤S405：计算第一MOV设计能耗：Eins=k1*Eset+k2*(dE/dt)max*Tbp。其中k1和k2为由测量精度、多柱MOV均流特性、安全裕度、热备用等参数计算后得到的预设系数，Tbp为制造厂家提供的串补控制保护系统及间隙旁路的动作时间；

步骤S406：判断所述第一MOV设计能耗Eins与步骤S401中初步计算的MOV设计能耗之差是否大于预设值，如果是执行步骤S407；否则执行步骤S408；

步骤S407：将所述第一MOV设计能耗，迭代至步骤S401，作为所述初步计算得到的设计能耗，重新执行步骤S401;

步骤S408：将所述步骤S401中计算得到的MOV设计能耗作为最终结果并输出。

实施例三

但是，就本申请实施例二提供的简单估算法而言，该估算方法未考虑MOV电流达到保护定值后保护动作的情况。一般MOV能耗梯度较大时，MOV的电流也较大，当MOV电流超过保护定值时，串联补偿保护动作，而在因MOV能耗超过保护定值而引起串联补偿保护动作的故障条件下，一般MOV电流以及MOV能耗梯度并不大。因此计算得到的MOV设计能耗的结果往往过于保守。因此，针对所述详细仿真方法和简单估算法，本申请实施例三又提出了一种MOV设计能耗估算方法。

图5为本申请实施例三提供的所述MOV设计能耗估算方法的流程图，参见图5，本申请提供的所述MOV设计能耗估算方法包括：

步骤S501：估算金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗；

步骤S502：建立简化仿真模型；

步骤S503：采用电磁暂态仿真方法计算串联补偿线路区外故障条件下串联补偿装置金属氧化物限压器的能耗，确定金属氧化物限压器的能耗定值Eset，以及金属氧化物限压器电流定值Iset；

在此需要说明的是，在现有技术中所述电磁暂态仿真方法已经成熟应用在仿真领域中。

步骤S504：采用电磁暂态仿真方法计算串联补偿出口故障条件下金属氧化物限压器的能耗梯度最大值（dE/dt）max；

步骤S505：计算金属氧化物限压器第二能耗参考值：E2=k2’*(dE/dt)max*Tbp；

步骤S506：获取与所述金属氧化物限压器的电流定值Iset对应的电压Uiset；

计算金属氧化物限压器第三能耗参考值E3：

E3=k1’*Eset+k3’*Iset*Uiset*Tbp；

步骤S507：选取所述E2与E3中的最大值，判断所述最大值与所述设计能耗的差值是否大于预设值，如果是，执行步骤S508，否则执行步骤S509；

步骤S508；将所述最大值作为所述初步计算的MOV的设计能耗，重新执行所述步骤1；

步骤S509：将所述初步估算得到的设计能耗作为所述金属氧化物限压器的设计能耗并作为计算结果输出；

其中所述k1’、k2’、k3’分别第一、第二、第三预设值，Tbp为串联补偿装置及间隙的动作时间。

可见本申请实施例三提供的技术方案中当短路电流超过串补旁路MOV电流定值时，MOV的能耗采用MOV的能耗最大梯度(dE/dt)max与响应时间(Tbp)的乘积来近似估算；当短路电流未超过串补旁路MOV电流定值时，MOV能耗采用MOV的能耗定值(Eset)与控制保护系统及间隙响应时间(Tbp)内的能量增量估计值之和来近似估算，其中能量增量可以利用MOV的电流定值(Eset)以及MOV流过该电流下的电压(Uiset)以及响应时间(Tbp)的乘积来近似估算。

可见本申请实施例三提供的技术方案相对于现有技术而言，在计算MOV设计能耗的过程中只需要对所述串联补偿装置进行简单建模，不需要掌握串联补偿装置的详细参数，不需要对各种区内故障进行大量全面的仿真，从而减小工作量，能够在满足工程需求的许可范围内快速计算得到所述MOV设计能耗值。

可以理解的是，上述方法中所述k1’、k2’、k3’为依据预设测量精度、多柱MOV均流特性、安全裕度、热备用参数计算得到的预设系数，在工业应用过程中，所述k1’、k2’或k3’的值通常为不小于1的正数，例如所述k1’、k2’或k3’的取值可在1.3-2.0之中选取。当然所述k1’、k2’或k3’的大小可以相同，本申请实施例中的所述k1’、k2’或k3’只是为了方便对应用在不同公式中的k1’、k2’或k3’进行区分。

可以理解的是在本申请实施例三中所述步设置金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗，包括：

依据串联补偿装置的系统特性参数，初步估算金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗。具体的，根据串联补偿装置的额定电压及短路电流水平等特性参数，初步提出串联补偿装置中MOV的额定电压及设计能耗。

为了提高计算速度，本申请实施例三中的在建立仿真模型时，可以建立简化的仿真模型，例如，所述建立简化仿真模型可以包括建立系统及串联补偿装置的简化仿真模型，并且该模型可以仅包括电容器组及金属氧化物限压器的仿真模型。

图6为本申请提供的A-B之间的串补系统简化示意图，参见图6，其中所述图6中的串补额定容抗为19.4Ω，额定电流为5.08KA、额定电压为98.6KV，线路两侧变电站短路电流为63KA。

为了方便理解，本申请还将上述方法应用到A-B之间的串补系统中，计算MOV的设计能耗。

首先，根据图6采用实施例一中的详细仿真法计算MOV设计能耗，包括：

步骤1：根据A-B之间的串补系统的特性参数，初步提出MOV的额定电压170kV、设计能耗80MJ；

步骤2：建立详细仿真模型；

步骤3：采用电磁暂态仿真方法计算各种系统故障条件下MOV的能耗（记作Es），Es=57MJ；

步骤4：计算得到设计能耗：Eins=k0*Es=57MJ，其中k0取为1，判断所述Eins与步骤1中提出的初步计算得到的设计能耗的差值是否大于预设值，如果是，根据仿真结果对MOV设计参数进行调整，提出1套新的MOV的额定电压和设计能耗参数，然后迭代至第1步；否则，将步骤1中提出的MOV的设计能耗参数作为输出结果。

经过迭代最终输出的MOV的设计能耗为：56MJ。

根据图6采用实施例二中的简单估算法计算MOV设计能耗，包括：

步骤1：根据A-B之间的串补系统的特性参数，初步计算MOV的额定电压170kV、设计能耗80MJ；

步骤2：建立简化仿真模型，所述简化仿真模型为仅包括：串补电容器组和MOV的仿真模型；

步骤3：采用电磁暂态仿真方法计算区外故障下MOV的能耗：Eset=30MJ。

步骤4：采用电磁暂态仿真方法计算出口故障MOV的能耗梯度最大值：（dE/dt）max=34MJ/ms；

步骤5：计算第一MOV设计能耗为Eins=k1*Eset+k2*(dE/dt)max*Tbp=81MJ。其中k1和k2的值为1，Tbp的值为1.5。判断所述第一MOV设计能耗与所述步骤1中初步计算得到的设计能耗的差值是否大于预设值，如果是，采所述第一MOV设计能耗代替迭代至步骤1，代替步骤1中初步计算得到的设计能耗，否则将所述步骤其中初步计算得到的设计能耗值作为MOV设计能耗值输出。

经过迭代最终确定Eins=80MJ。

根据图6采用实施例三中的简单估算法计算MOV设计能耗，包括：

步骤1：根据A-B之间的串补系统的特性参数，初步计算MOV的额定电压为170kV、设计能耗为80MJ，并得出与定值电压和设计能耗相对应的伏安特性曲线；

步骤2：建立简化仿真模型，所述简化仿真模型为仅包括：电容器组和MOV的仿真模型；

步骤3：采用电磁暂态仿真方法计算区外故障下MOV的能耗定值：Eset=30MJ，以及MOV电流定值Iset=20kA；

步骤4：采用电磁暂态仿真方法计算出口故障下MOV的能耗梯度最大值：（dE/dt）max=34MJ/ms；

步骤5：计算第二MOV设计能耗参考值为：E2=k2’*(dE/dt)max*Tbp=51MJ。其中k2’的大小为1，Tbp的大小为1.5ms。

步骤6：由所述伏安特性曲线查出与所述MOV定值电流对应的电压为Uiset=350kV，计算第三MOV设计能耗为：E3=k1’*Eset+k3*Iset*Uiset*Tbp=41MJ，其中k1’和k3’的值为1。

步骤7：比较所述E2和E3的值，将两者之中的最大值（在这里，最大值为E2=51MJ），判断所述E2与所述步骤1中初步计算得到的MOV设计能耗的差值是否大于预设值，如果是，将所述E2迭代至步骤1作为所述初步计算得到的MOV设计能耗，否则，所述将所述初步计算得到的MOV设计能耗作为MOV设计能耗输出，经过迭代最终输出的MOV设计能耗为：Eins=50MJ。

可理解的是，采用本申请实施例一提出的技术方案能够得到精准的MOV设计能耗值，但是其涉及到大量的计算和详细建模，实际应用过程中工作量过大。采用本申请实施例二提出的技术方案计算得到的结果与详细仿真方法得到的计算结果偏差43％，而采用本申请第三实施例提供的技术方案得到的计算结果与详细仿真方法相比偏差为11％，可见采用本申请实施例三计算得到的MOV设计能耗能够满足工程需求，且计算工作量较小，且方便快捷。

对应于本申请实施例三的方法，本申请还提供了一种金属氧化物限压器能耗估算装置。

图7为本申请提供的所述金属氧化物限压器能耗估算装置的结构图。

参见图7所述金属氧化物限压器能耗估算装置包括预设单元1，仿真模型建立单元2，电磁暂态仿真计算单元3、第一计算单元4，第二计算单元5和判断单元6；

预设单元1，用于预设金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗；

仿真模型建立单元2，用于建立简化仿真模型；可以根据所述预设的MOV的额定电压值及设计能耗建立简化仿真模型；

电磁暂态仿真计算单元3，用于采用电磁暂态仿真方法计算串联补偿线路区外故障条件下串联补偿装置金属氧化物限压器的能耗，确定金属氧化物限压器的能耗定值Eset，以及金属氧化物限压器电流定值Iset；

第一计算单元4，用于依据公式：E2=k2’*(dE/dt)max*Tbp，计算出第一参考值；

第二计算单元5，用于获取与所述金属氧化物限压器的电流定值Iset对应的电压Uiset，以及公式E3=k1’*Eset+k3’*Iset*Uiset*Tbp；

计算金属氧化物限压器第二能耗参考值：

判断单元6，用于选取所述E2与E3中的最大值，判断所述最大值与所述设计能耗的差值是否大于预设值，如果是，将所述最大值作为预设的MOV设计能耗输入并触发所述预设单元，否则，将所述设计能耗作为所述MOV的设计能耗并输出。

可以理解的是，上述装置中，还可以包括：预设系数计算单元，用于获取预设测量精度、多柱MOV均流特性、安全裕度、热备用参数等，并依据所述预设测量精度、多柱MOV均流特性、安全裕度、热备用参数等计算所述k1’、k2’、k3’的值。

可以理解的是，上述装置中所述预设单元1，可以包括：

第一参数获取单元，用于获取串联补偿装置的系统特性参数；

设计能耗估算单元，用于依据串联补偿装置的系统特性参数计算金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种金属氧化物限压器设计能耗估算方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：估算金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗；

步骤2：建立简化仿真模型；

步骤3：采用电磁暂态仿真方法计算串联补偿线路区外故障条件下串联补偿装置金属氧化物限压器的能耗，确定金属氧化物限压器的能耗定值Eset，以及金属氧化物限压器电流定值Iset；

步骤4：采用电磁暂态仿真方法计算串联补偿出口故障条件下金属氧化物限压器的能耗梯度最大值（dE/dt）max；

步骤5：计算金属氧化物限压器第二能耗参考值：E2=k2’*(dE/dt)max*Tbp；

步骤6：获取与所述金属氧化物限压器的电流定值Iset对应的电压Uiset；

计算金属氧化物限压器第三能耗参考值E3：

E3=k1’*Eset+k3’*Iset*Uiset*Tbp；

步骤7：选取所述E3与E2中的最大值，判断所述最大值与所述估算出的设计能耗的差值是否大于预设值，如果是，将所述最大值作为所述初步估算出的设计能耗，重新执行所述步骤1；否则，将所述初步估算出的设计能耗作为所述金属氧化物限压器的设计能耗输出；

其中所述k1’、k2’、k3’分别第一、第二、第三预设值，Tbp为串联补偿装置及间隙的动作时间。

2.根据权利要求1中的金属氧化物限压器能耗估算方法，其特征在于，所述k1’、k2’、k3’为依据预设测量精度、多柱MOV均流特性、安全裕度、热备用参数计算得到的预设系数。

3.根据权利要求1中的金属氧化物限压器能耗估算方法，其特征在于，所述k1’、k2’、k3’的取值范围为1.3～2.0。

4.根据权利要求1中的金属氧化物限压器能耗估算方法，其特征在于，所述初步设置金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗，包括：

依据串联补偿装置的系统特性参数，初步估算金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗。

5.根据权利要求1中的金属氧化物限压器能耗估算方法，其特征在于，所述建立简化仿真模型，包括：

所述建立简化仿真模型包括建立系统及串联补偿装置的简化仿真模型，并且串联补偿装置模型仅包括电容器组及金属氧化物限压器的仿真模型。

6.一种金属氧化物限压器能耗估算装置，其特征在于，所述装置包括：预设单元，仿真模型建立单元，电磁暂态仿真计算单元、第一计算单元，第二计算单元和判断单元；

预设单元，用于预设金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗；

仿真模型建立单元，用于建立简化仿真模型；

电磁暂态仿真计算单元，用于采用电磁暂态仿真方法计算串联补偿线路区外故障条件下串联补偿装置金属氧化物限压器的能耗，确定金属氧化物限压器的能耗定值Eset，以及金属氧化物限压器电流定值Iset；

第一计算单元，用于依据公式：E2=k2’*(dE/dt)max*Tbp，计算出第二参考值；

第二计算单元，用于获取与所述金属氧化物限压器的电流定值Iset对应的电压Uiset，以及公式E3=k1’*Eset+k3’*Iset*Uiset*Tbp；

计算金属氧化物限压器第三能耗参考值E3：

判断单元，用于选取所述E3与E2中的最大值，判断所述最大值与所述预设的设计能耗的差值是否大于预设值，如果是，将所述最大值作为所述预设单元预设的设计能耗，触发所述预设单元，否则，将所述设计能耗作为所述金属氧化物限压器的设计能耗并输出。

7.根据权利要求6中的装置，其特征在于，还包括：

预设系数计算单元，用于获取预设测量精度、多柱MOV均流特性、安全裕度、热备用参数，并依据所述预设测量精度、多柱MOV均流特性、安全裕度、热备用参数计算所述k1’、k2’、k3’的值。

8.根据权利要求6中的装置，其特征在于，所述预设单元，包括：

第一参数获取单元，用于获取串联补偿装置的系统特性参数；

设计能耗估算单元，用于依据串联补偿装置的系统特性参数计算金属氧化物限压器的额定电压值及设计能耗。

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