基于高耦合分裂电抗器的限流器接入系统关键技术研究

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随着我国电气化水平不断提高,电网装机容量不断增长,导致电网的短路电流水平不断提高,已严重威胁到电网的安全稳定运行,国内外针对短路电流问题提出了各种解决方案,其中配置基于高耦合分裂电抗器的故障限流器是一种既能实现限流效果又不会对系统造成过多的负面效果的经济型限流措施,但是限流器的接入与系统依旧存在一定的相互作用,其中就包括系统主断路器的恢复电压上升率过高问题。分析在分布式配置下限流器接入对于系统主断路器的恢复电压的影响以及合理配置限流器来调控限流器接入对于系统主断路器恢复电压的影响是本文的研究重点。基于高耦合分裂电抗器的限流器接入系统对于主断路器的影响主要在于限流器分布电容与限流电感形成了高频振荡回路,因此首先需要研究高耦合分裂电抗器的分布电容参数,本文通过集总化分布电容来建立高耦合分裂电抗器宽频模型,不仅避免出现分布电容数量庞大,模型复杂的问题,同时建立了高耦合分裂电抗器内部结构与分布电容之间的关系。研究限流器接入对系统主断路器的开断性能的影响主要包括两方面,主断路器开断电流以及断口恢复电压。首先分析了分布式配置下,限流器接入对于系统主断路器开断电流的影响,并提出了基于节点阻抗矩阵的系统主断路器开断电流计算方法。在断口恢复电压方面,首先从简单的等效模型出发,分析了系统侧以及限流器侧参数对于断口恢复电压上升率的影响,从而得到影响断口恢复电压上升率的主要规律。在上述规律的基础上,通过系统主断路器开断电流与系统等值电抗的关系,得到限流器分布式配置下,基于节点阻抗矩阵的系统主断路器恢复电压上升率计算方法。本文最后针对基于高耦合分裂电抗器的限流器的拓扑优势,提出了考虑系统主断路器开断能力的限流器模块化配置方法,建立了以限流效果、经济成本为目标函数,短路电流以及系统主断路器恢复电压上升率为约束条件的数学优化模型。基于改进的IEEE 39节点系统,通过NSGAⅡ算法进行最优方案的搜寻。
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