CN109842104B - 一种基于阻抗最小的故障限流器配置方法 - Google Patents

一种基于阻抗最小的故障限流器配置方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于阻抗最小的故障限流器配置方法。目前来说故障限流器成本较高，其成本基本与串入回路中的阻抗值大小成正比关系，因此需要研究综合考虑布置位置、故障投入阻抗大小和经济效益的配置方案。本发明采用的技术方案为：计算电网最大运行方式下的最大短路电流矩阵；在电网各支路串入基准阻抗后计算该方式下的短路电流矩阵；计算敏感度矩阵；计算母线容遮比矩阵；判断是否任意母线容遮比均小于1；在容遮比最大处的敏感度最大支路串入限流阻抗；判断是否容遮比小于1；若不满足，则继续增加限流阻抗，直至满足；最后校验是否所有母线均满足容遮比小于1。本发明不需要复杂的优化算法，能够快速完成最小阻抗故障限流器配置方案。

Description

一种基于阻抗最小的故障限流器配置方法
技术领域
本发明属于电工技术领域，涉及一种基于阻抗最小的故障限流器配置方法。
背景技术
现有技术主要通过串联电抗器、高阻抗变压器、分母运行等措施来抑制短路电流，但分母运行会降低供电可靠性，应用串联电抗和高阻抗变压器方式会引入大量的无功损耗，都无法彻底解决短路电流超标问题。
装设故障限流器是解决上述问题最有效的手段之一。故障限流器在系统正常运行时表现为零阻抗或者微小阻抗，对电力系统运行和安全稳定性影响轻微。在短路故障情况下，故障限流器呈现高阻抗，能快速抑制故障电流。故障限流器大大提高了电网的稳态安全性和暂态稳定性。目前来说故障限流器成本较高，其成本基本与串入回路中的阻抗值大小成正比关系，因此需要研究综合考虑布置位置、故障投入阻抗大小和经济效益的配置方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于阻抗最小的故障限流器配置方法，以有效解决故障限流器最优配置方案问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于阻抗最小的故障限流器配置方法，其包括：计算电网最大运行方式下的最大短路电流矩阵Ik；在电网各支路串入基准阻抗Zbase后计算该方式下的短路电流矩阵Is；计算敏感度矩阵T；计算母线容遮比矩阵Λ；判断是否任意母线容遮比λ均小于1；在容遮比最大处的敏感度最大支路串入限流阻抗ΔZ；判断是否容遮比λ小于1；若不满足，则继续增加限流阻抗ΔZ，直至满足；最后校验是否所有母线均满足容遮比λ小于1。
进一步地，最大短路电流矩阵Ik表示为：
Figure BDA0001923580560000021
其中，Iii表示母线i的短路电流；Iij表示支路i-j上的短路电流。
进一步地，各支路串入的基准阻抗Zbase表示为：
Figure BDA0001923580560000022
其中，zij表示支路i-j上串入的限流阻抗，zij＝zji，i≠j。
进一步地，所述的短路电流Is表示为：
Figure BDA0001923580560000023
其中，I′ii表示母线i的短路电流；I′ij表示支路i-j上的短路电流。
进一步地，敏感度矩阵T表示为：
Figure BDA0001923580560000024
进一步地，母线容遮比矩阵Λ表示为：
Figure BDA0001923580560000031
其中，Iiq为母线i的遮断电流；λi表示母线i的容遮比。
本发明具有的有益效果如下：本发明不需要复杂的优化算法，能够快速完成最小阻抗故障限流器配置方案，即最优故障限流器配置方案。
附图说明
图1为本发明一种基于阻抗最小的故障限流器配置方法的流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
一种基于阻抗最小的故障限流器配置方法，其具体实施步骤为：
步骤1、计算电网最大运行方式下的最大短路电流矩阵Ik，最大短路电流矩阵Ik表示为：
Figure BDA0001923580560000032
其中：Iii表示母线i的短路电流；Iij表示支路i-j上的短路电流。
步骤2、在电网各支路串入基准阻抗Zbase，Zbase表示为：
Figure BDA0001923580560000041
其中：zij(i≠j)表示支路i-j上串入的限流阻抗，zij＝zji(i≠j)。
步骤3、串入基准阻抗Zbase后计算该方式下的短路电流Is，可表示为：
Figure BDA0001923580560000042
其中：Ii'i表示母线i的短路电流；Ii'j表示支路i-j上的短路电流。
步骤4、计算敏感度矩阵T，可表示为：
Figure BDA0001923580560000043
步骤5、计算母线容遮比矩阵Λ，可表示为：
Figure BDA0001923580560000044
其中：Iiq为母线i的遮断电流；λi表示母线i的容遮比。
步骤6、在容遮比最大处的敏感度最大支路串入限流阻抗ΔZ，一般取ΔZ＝1Ω，重新计算短路电流。
步骤7、若母线的容遮比不满足λ<1，继续增加限流阻抗ΔZ，直至满足λ<1。
步骤8、校验所有母线容遮比，若存在λ<1的母线，进入步骤7，否则，结束计算，输出当前的配置方案即为最优方案。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于阻抗最小的故障限流器配置方法，其特征在于，包括：计算电网最大运行方式下的最大短路电流矩阵Ik；在电网各支路串入基准阻抗Zbase后计算该方式下的短路电流矩阵Is；计算敏感度矩阵T；计算母线容遮比矩阵Λ；判断是否任意母线容遮比λ均小于1；在容遮比最大处的敏感度最大支路串入限流阻抗△Z；判断是否容遮比λ小于1；若不满足，则继续增加限流阻抗△Z，直至满足；最后校验是否所有母线均满足容遮比λ小于1；
最大短路电流矩阵Ik表示为：
Figure FDA0002290230040000011
其中，Iii表示母线i的短路电流；Iij表示支路i-j上的短路电流；
母线容遮比矩阵Λ表示为：
Figure FDA0002290230040000012
其中，Iiq为母线i的遮断电流；λi表示母线i的容遮比。
2.根据权利要求1所述的一种基于阻抗最小的故障限流器配置方法，其特征在于，各支路串入的基准阻抗Zbase表示为：
Figure FDA0002290230040000013
其中，zij表示支路i-j上串入的限流阻抗，zij＝zji，i≠j。
3.根据权利要求2所述的一种基于阻抗最小的故障限流器配置方法，其特征在于，所述的短路电流矩阵Is表示为：
Figure FDA0002290230040000021
其中，I′ii表示母线i的短路电流；I′ij表示支路i-j上的短路电流。
4.根据权利要求3所述的一种基于阻抗最小的故障限流器配置方法，其特征在于，敏感度矩阵T表示为：
Figure FDA0002290230040000022
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