[發明專利]一種直流電網限流電抗器電氣參數的優化方法和裝置

在審

• 申請號: 201810593841.6
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN110580366A
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 湯廣福;吳亞楠;楊杰;周嘯;孔明;王曉宇;裴翔羽
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;H02H1/00;H02H9/02
• 代理公司: 11271 北京安博達知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐國文

本發明涉及一種直流電網限流電抗器電氣參數的優化方法和裝置，所述方法包括：獲取直流電網發生直流側短路故障后直流斷路器允許的開斷電流最大值和直流電網故障點兩側的電流值；根據預先構建的目標函數對限流電抗器電氣參數進行優化；所述目標函數以限流電抗器電氣參數最小為目標，且通過直流電網發生直流側短路故障后直流斷路器允許的開斷電流最大值和直流電網故障點兩側的電流值進行構建。本發明提供的技術方案，針對直流電網故障限流特性，考慮直流斷路器開斷時間和開斷電流以及直流電網故障檢測時間，采用智能優化算求取目標函數的解，保證限流電抗器電氣參數足夠小，有效降低直流斷路器的開斷電流的大小，提高直流電網系統運行的可靠性。

技術領域

本發明涉及輸配電技術領域，具體涉及一種直流電網限流電抗器電氣參數的優化方法和裝置。

背景技術

直流電網中發生直流側短路故障后，需要依靠斷路器切除故障線路。然而，由于直流電網的“低慣量、低阻抗”特性，直流電網發生雙極短路故障后，故障電流上升速度快且幅值大。目前現有的高壓直流斷路器不能滿足切除速率和切除容量的需求，為了抑制直流側故障電流上升速率，減小高壓直流斷路開斷的故障電流大小，直流電網需要增加較大的平波電抗器。從故障限流的角度而言，平波電抗器取值越大，故障后的限流效果越好。但是，過大的限流電抗器一方面增加了直流電網的建設成本，另一方面直流側電感作為儲能元件，隨著感抗值的增大，在暫態過程中表現出電流源特性，將對電壓源型換流器性能產生不利影響，例如減弱直流電網在穩態時對直流網絡電流的快速調節能力、影響整個直流系統的動態特性，甚至可能會導致整個直流系統某些模態呈現弱阻尼。

現有技術中，常規的直流側電抗器配置方案采用同時增加所有的直流側電抗器大小來滿足直流斷路器開斷要求，但是不能達到限流電抗器盡量小的目的。

發明內容

本發明提供一種直流電網限流電抗器電氣參數的優化方法和裝置，其目的是針對直流電網故障限流特性，考慮直流斷路器開斷時間和開斷電流大小以及直流電網故障檢測時間，采用智能優化算法求取目標函數的解，盡可能地保證限流電抗器電氣參數足夠小，提出直流電網限流電抗器電氣參數優化的方法，有效降低直流斷路器的開斷電流的大小，提高直流電網系統運行的可靠性。

本發明的目的是采用下述技術方案實現的：

一種直流電網限流電抗器電氣參數的優化方法，其改進之處在于，所述方法包括：

獲取直流斷路器的開斷電流的最大值和直流電網發生故障后直流電網故障點兩側的電流；

根據預先構建的目標函數對限流電抗器電氣參數進行優化；

所述目標函數以限流電抗器電氣參數最小為目標，且通過所述直流斷路器的開斷電流的最大值和直流電網發生故障后直流電網故障點兩側的電流進行構建。

優選的，所述目標函數以限流電抗器電氣參數最小為目標，且通過所述直流斷路器的開斷電流的最大值和直流電網發生故障后直流電網故障點兩側的電流進行構建，包括：

按下式確定預先構建的目標函數：

上式中，j∈[1,n]，n為限流電抗器的總數量；i∈[1,Z]，Z為直流電網的故障點的總數量；L_j為第j個限流電抗器的電感，M為罰函數因子，I_max為所述直流斷路器的開斷電流的最大值，I_i,1為直流電網第i個故障點一側的電流，I_i,2為直流電網第i個故障點另一側的電流，所述限流電抗器電氣參數包括電感。

進一步的，按下式確定所述預先構建的目標函數的約束條件：