[發明專利]一種基于第五代通信系統的故障限流器在線調度控制方法

有效

• 申請號: 202011211032.8
• 申請日: 2020-11-03
• 公開（公告）號: CN112380682B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 郭立邦;葉承晉;丁一
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H02J13/00;H02H1/00;H02H9/02;G06F111/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種基于第五代通信系統的故障限流器在線調度控制方法。構建了故障限流器在線調度控制框架，按照故障限流器在線調度控制框架在發生短路故障情況下產生故障限流器調度控制信號，進而控制故障限流器進行調度工作；同時設定時延，利用時延進行分布式就地調度控制方式和故障限流器調度控制信號的切換調度控制；傳感器測量對地電壓和對地電流并傳遞給中心變電站，經中心變電站處理分析后產生故障限流器調度控制信號，發送傳遞給故障限流器控制母線的關斷。本發明能在有效實現對短路電流快速抑制的同時，減少故障限流器的調度阻抗，避免因為故障限流器大量阻抗被調度帶來的電壓暫降問題，保證電網運行的安全穩定。

技術領域

本發明涉及一種針對電力系統故障場景下的保護設備調度方法，特別是涉及了一種基于第五代通信系統的故障限流器在線調度控制方法。

背景技術

隨著電力系統互聯規模的不斷擴大和可再生能源及火電廠并網數量的不斷增加，電力系統中出現短路電流幅值日益顯著。以我國華東電網為例，近30％的500kV母線已經出現了短路電流越限的情況。越限的短路電流將超過電力系統中安裝的交流斷路器的最大切斷電流，導致發生短路故障時交流斷路器不能及時投切，進而導致各類電力設備在持續的短路電流下因為過熱而損壞，引發電力系統出現連鎖故障甚至發生整個電力系統的大停電。因此，對于電力系統調度部門來說，在電力系統運行時有效減少短路電流是亟待解決的一項任務。

近年來，隨著電力電子技術的發展，故障限流器逐步成為減少短路電流的最有效的設備之一。故障限流器在電力系統正常運行時不投切，呈現出低阻抗的特性，而在檢測到短路電流的情況下進行投切，立刻轉變為高阻抗元件，從而實現對短路電流幅值的抑制，使其低于交流短路器的最大切斷電流，保證交流斷路器切斷短路電流。雖然故障限流器在我國電力系統中已經得到了廣泛的應用，但現有的故障限流器調度控制模型主要以分布式就地控制模型為主，即由各故障限流器基于各自安裝位置的電壓電流信息按照預先設定的閾值進行投切控制，故障限流器之間無信息交互，因此在電力系統出現短路故障的時候容易出現多個故障限流器的投切，造成故障限流器的投切容量冗余，進而引發電壓暫降等問題，導致電能質量大幅下降，不利于電力系統的安全穩定運行。

隨著近幾年通信技術的發展，以第五代通信系統為代表的先進通信技術具有高帶寬、低延遲、快傳輸的特點，能良好適應故障限流器在電力系統出現短路故障后快速響應的需求，如何基于第五代通信系統，針對電力系統中安裝故障限流器的在線調度控制，以實現在短路故障時有效減少短路電流的同時避免調度控制的故障限流器阻抗值過度冗余，從而減少電力系統的電壓暫降，保證電能質量，是現階段急需研究的一項重要內容。

發明內容

針對上述背景技術中的問題，本發明提供了一種基于第五代通信系統的故障限流器在線調度控制方法，可以簡單高效地得到電力系統出現短路故障時電力系統所安裝的故障限流器的最佳調度控制方式，能夠用于電力系統調度機構在實際電力系統出現短路故障時對故障限流器進行有效的調度控制，具有切實的價值與意義。

本發明具體包括以下步驟：

本發明根據故障限流器的調度控制特點和電力系統繼電保護設備的配合要求，構建了基于第五代通信系統的故障限流器在線調度控制框架，按照故障限流器在線調度控制框架在發生短路故障情況下產生故障限流器調度控制信號，進而控制故障限流器進行調度工作；

本發明基于故障限流器調度對電壓暫降和短路電流幅值限制的耦合關系，建立了故障限流器最優調度控制模型；具體是以所調度控制的故障限流器阻抗和短路故障導致的電壓暫降值之和最小為目標函數，并考慮短路故障電流約束和電壓暫降約束，實現以最小的故障限流器阻抗調度控制來使短路故障電流滿足斷路器關斷的要求，并同時盡可能降低短路故障帶來的電壓暫降。