[發(fā)明專利]一種基于第五代通信系統(tǒng)的故障限流器在線調(diào)度控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011211032.8
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112380682B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭立邦;葉承晉;丁一
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H02J13/00;H02H1/00;H02H9/02;G06F111/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種基于第五代通信系統(tǒng)的故障限流器在線調(diào)度控制方法，其特征在于：

根據(jù)故障限流器的調(diào)度控制特點和電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備的配合要求，構(gòu)建了基于第五代通信系統(tǒng)的故障限流器在線調(diào)度控制框架，按照故障限流器在線調(diào)度控制框架在發(fā)生短路故障情況下產(chǎn)生故障限流器調(diào)度控制信號，進(jìn)而控制故障限流器進(jìn)行調(diào)度工作；

同時建立了基于分布式就地調(diào)度控制方法的故障限流器備用調(diào)度控制方式進(jìn)行分類調(diào)度：故障限流器預(yù)先設(shè)定一個時延Δt，當(dāng)檢測到短路故障后，若在時延Δt過后故障限流器未接收到故障限流器調(diào)度控制信號，則啟動分布式就地調(diào)度控制方式對自身進(jìn)行調(diào)度控制；若在時延Δt之前故障限流器接收到故障限流器調(diào)度控制信號，則按照故障限流器調(diào)度控制信號進(jìn)行調(diào)度控制；

所述的故障限流器在線調(diào)度控制框架主要由傳感器、中心變電站、第五代通信網(wǎng)絡(luò)和故障限流器組成，傳感器連接到電力系統(tǒng)內(nèi)各母線上，故障限流器連接到電力系統(tǒng)內(nèi)與各母線連接的線路上，傳感器、中心變電站、故障限流器均連接到第五代通信網(wǎng)絡(luò)，使得傳感器和中心變電站之間、中心變電站和故障限流器之間均通過第五代通信網(wǎng)絡(luò)連接通信；

由傳感器測量電力系統(tǒng)內(nèi)各母線的對地電壓和對地電流，測量所需時間為t_M；中心變電站包括故障定位模塊和調(diào)度控制模塊，并將對地電壓和對地電流通過第五代通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送傳遞到中心變電站的故障定位模塊，發(fā)送傳遞所需時間為t_C；在中心變電站的故障定位模塊接收到對地電壓和對地電流后進(jìn)行分析，分析所需時間為t_FLD，對于母線i為例，按照公式進(jìn)行判斷：

V_i＝V₀

其中，I_i和V_i為傳感器測量的母線i的對地電壓和對地電流，I_j為母線j注入到母線i的電流，N_B為母線總數(shù)；V₀為短路故障發(fā)生時母線i對地電壓的臨界值；

若母線j均滿足上述公式，則故障定位模塊將判斷母線j出現(xiàn)了短路故障，并檢測獲得短路故障的母線位置，并將出現(xiàn)短路故障的母線位置傳遞給調(diào)度控制模塊；

根據(jù)短路故障的母線位置，調(diào)度控制模塊采用短路故障場景離線掃描方式調(diào)用母線位置出現(xiàn)短路故障的場景所對應(yīng)的故障限流器在線調(diào)度控制方式生成故障限流器調(diào)度控制信號，工作所需時間為t_FSD，并通過第五代通信網(wǎng)絡(luò)將故障限流器調(diào)度控制信號發(fā)送傳遞給到對應(yīng)的故障限流器，發(fā)送傳遞所需時間為t_C，最后由故障限流器根據(jù)故障限流器調(diào)度控制信號完成實際調(diào)度控制，調(diào)度控制所需時間為t_F；

所述的短路故障場景離線掃描方式具體是：

在離線時，分析電力系統(tǒng)中所有種類的潛在的短路故障場景，采用故障限流器最優(yōu)調(diào)度控制模型對每一種類的潛在的短路故障場景下的故障限流器調(diào)度控制進(jìn)行模擬獲得故障限流器最優(yōu)調(diào)度控制方式集合；

在實時在線時，根據(jù)短路故障的母線位置，調(diào)度控制模塊判斷實際發(fā)生的短路故障屬于潛在的短路故障場景的種類，并從故障限流器最優(yōu)調(diào)度控制方式集合中直接調(diào)用該短路故障場景對應(yīng)的最優(yōu)調(diào)度控制變量集合，作為故障限流器在線調(diào)度控制方式；

所述的故障限流器最優(yōu)調(diào)度控制模型包括目標(biāo)函數(shù)和約束條件，目標(biāo)函數(shù)為：

其中，x_f為故障限流器f的阻抗值，f表示故障限流器的序號，v_f為故障限流器f是否被調(diào)度的最優(yōu)調(diào)度控制變量，具體為0-1控制變量，F(xiàn)為全部故障限流器的集合，ΔV_j為母線j的電壓暫降值，j表示母線的序號，為母線j的電壓暫降閾值，N_B為母線總數(shù)；

在出現(xiàn)短路故障的母線位置設(shè)置以下約束條件：

1)短路電流約束：

其中，I_S,i為母線i的短路電流值，和I_S,i分別為控制的母線i的短路電流上限和下限；V_i⁰為母線i在發(fā)生短路故障前的電壓值，為發(fā)生短路故障前母線i的自阻抗；ΔZ_ii為短路故障后母線i和自身之間由于故障限流器調(diào)度而增加的自阻抗；

2)電壓暫降約束：

對于未發(fā)生短路故障的母線j來說，在母線i發(fā)生短路故障后，電壓暫降值ΔV_j計算為：

其中，為發(fā)生短路故障前母線j和母線i之間的互阻抗，ΔZ_ij為短路故障后母線i和母線j之間由于故障限流器調(diào)度而增加的互阻抗；ΔZ_ii為短路故障后母線i由于故障限流器調(diào)度而增加的自阻抗；

輸入固定的短路故障及其母線位置下的和ΔZ_ii參數(shù)求解上述故障限流器最優(yōu)調(diào)度控制模型，計算得到各個故障限流器的最優(yōu)調(diào)度控制變量v_f，構(gòu)成了該短路故障及其母線位置下各個故障限流器的最優(yōu)調(diào)度控制變量集合；

由不同的短路故障及其母線位置進(jìn)行處理獲得各自的最優(yōu)調(diào)度控制變量集合，由所有短路故障及其母線位置的最優(yōu)調(diào)度控制變量集合組成故障限流器最優(yōu)調(diào)度控制方式集合。