[发明专利]一种柔性直流限流器优化配置方法

说明书

本发明涉及一种柔性直流限流器优化配置方法，包括：将柔性限流器等效为可控电压源，构建含柔性限流器的直流系统的故障电流模型；通过所述故障电流模型，计算得到直流系统中各支路的故障电流值；选取若干个评估指标；根据所述若干个评估指标，通过熵值法、层次分析法构造重要性评估函数；计算直流系统中各支路的重要性评估值，取重要性评估值最大的n个支路为候选支路；以柔性限流器成本、限流效果为目标函数，以柔性限流器个数、断路器最大开断电流为约束条件，构建多目标优化配置模型；根据各支路的故障电流值，通过多目标优化配置模型和NSGA‑Ⅱ算法进行多目标优化计算，得到Pareto解；根据所述Pareto解确定柔性限流器的安装位置及安装容量。

技术领域

本发明涉及一种柔性直流限流器优化配置方法，属于柔性限流器优化配置领域。

背景技术

柔性直流配电网发生故障时，故障电流不能自动过零点。且由于柔性直流配电网系统阻尼小，在故障发生初期故障电流便会快速上升至峰值，仅凭传统机械式直流断路器难以切除故障。限流器是配合断路器使用的一种直流系统保护装置，可以确保断路器可靠地切断故障电流。限流器主要有电感型限流器，超导电阻型限流器、固态限流器、柔性限流器。其中，柔性限流器在故障时串联接入直流线路并给故障回路提供可变的钳位电压，进而灵活控制换流站出口电容压降，抑制故障电流。柔性限流器容量足够大的情况下，可将换流站出口电容的压降钳位在接近额定值，大大缩短故障后电压动态恢复时间。

柔性限流器造价高昂，如何用最少数量的柔性限流器，使柔性直流配电网所有节点的短路电流裕度满足给定的要求，是迫切需要解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明设计了一种柔性直流限流器优化配置方法，考虑柔性限流器安装个数、安装位置、经济性及限流效果等多元因素，所得的柔性限流器的配置方案能满足柔性直流配电网中的短路电流裕度要求，该配置方法的灵活性强、适用范围广。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种柔性直流限流器优化配置方法，包括以下步骤：

将柔性限流器等效为可控电压源，构建含柔性限流器的直流系统的故障电流模型；通过所述故障电流模型，计算得到直流系统中各支路的故障电流值；

选取若干个评估指标；根据所述若干个评估指标，通过熵值法、层次分析法构造重要性评估函数；计算直流系统中各支路的重要性评估值，取重要性评估值最大的n个支路为候选支路；

以柔性限流器成本、限流效果为目标函数，以柔性限流器个数、断路器最大开断电流为约束条件，构建多目标优化配置模型；根据各支路的故障电流值，通过多目标优化配置模型和NSGA-Ⅱ算法进行多目标优化计算，得到Pareto解；根据所述Pareto解确定柔性限流器的安装位置及安装容量。

进一步地，所述故障电流模型以公式表达为：

式中，为在t+1时刻的节点电压中间值；u_(t)为在t时刻的节点电压值；为在t+1时刻的支路电流中间值；i_(t)为在t时刻的支路电流值；f₁(u,i)和f₂(u,i)为节点电压变化方程和支路电流变化方程；h为迭代步长。

进一步地，所述评估指标包括输电线路电抗介数。

进一步地，所述重要性评估函数以公式表达为：

式中，L_k为第k条线路的重要性评估值；X_kj为第k条线路的第j个指标值。

进一步地，所述多目标优化配置模型以公式表达为：