[发明专利]一种金属氧化物限压器设计能耗估算方法和装置

说明书

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；