[发明专利]一种超导限流器故障电阻和限流电流的计算方法及装置

说明书

本发明提供了一种超导限流器故障电阻和限流电流的计算方法及装置，其中方法包括：S1、调用包含超导限流器的电网短路故障暂态电路，计算在所述超导限流器不响应短路故障情况下的所述电网短路故障暂态电路的原始故障电流I_n(t)，n为自然数；S2、调用所述超导限流器在不同热交换条件及冲击电流作用下的外部特性模型U(I,t)，计算所述超导限流器在所述原始故障电流I_n(t)的作用下的电阻R_n(t)；S3、将所述超导限流器的电阻R_n(t)增加至所述电网短路故障暂态电路中，并计算所述电网短路故障暂态电路的短路故障电流I_m(t)，m＝n+1；S4、判断短路故障电流I_m(t)与短路故障电流I_n(t)之间的误差是否小于预设阈值，若是，则确定所述超导限流器的故障电阻为R_n(t)，限流电流为I_m(t)；若否，则将I_n(t)＝I_m(t)后，返回步骤S2进入迭代。

技术领域

本发明涉及超导限流器技术领域，尤其涉及一种超导限流器故障电阻和限流电流的计算方法及装置。

背景技术

目前，在超导限流器的研究方面，国内外科研工作者都做了大量的相关工作。其中，电阻型超导限流器由于其结构相对简单，技术上较为容易实现，电压等级容易提高，在线路中的安装与维护也比较方便，具有更加广阔的研究前景。

目前对电阻型超导限流器的研究主要集中在限流的本体结构设计与电路的拓扑设计上，但超导限流器中超导材料因短路电流而发生失超的暂态特性，仍然是影响超导限流器限流能力以及限流器保护等核心内容。针对电阻型超导限流器而言，超导材料在短路故障中产生的限流阻抗暂态变化过程决定了限流器在电力系统中的限流适配性。因而，确定在特定的冲击电流下确定某一拓扑和结构类型的电阻型超导限流器的故障电阻和限流电流，是设计电阻型超导限流器的基础参数。

目前，确定电阻型超导限流器故障电阻和限流电流的做法是：通过分析第二代高温超导材料的临界电流特性，构建其在电路中的数学仿真模型，并运用PSCAD/EMTDC与MATLAB软件进行联合模拟仿真；对简单电力系统发生单相短路与三相短路故障超导限流器的运行特性进行仿真分析与结果比较；最后通过大电流冲击下失超电阻的测量，验证暂态限流电阻计算模型和测试系统的正确性。但现有的方法无法精确确定某一冲击电流下的特性拓扑和结构类型的电阻型超导限流器的故障电阻和限流电流，只能通过验证的方式，来证明所取的值可能满足要求，无法得到最优解的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种超导限流器故障电阻和限流电流的计算方法及装置，解决了现有的方法无法精确确定某一冲击电流下的特性拓扑和结构类型的电阻型超导限流器的故障电阻和限流电流，只能通过验证的方式，来证明所取的值可能满足要求，无法得到最优解的技术问题。

本发明提供了一种超导限流器故障电阻和限流电流的计算方法，包括：

S1、调用包含超导限流器的电网短路故障暂态电路，计算在所述超导限流器不响应短路故障情况下的所述电网短路故障暂态电路的原始故障电流I_n(t)，n为自然数；

S2、调用所述超导限流器在不同热交换条件及冲击电流作用下的外部特性模型U(I,t)，计算所述超导限流器在所述原始故障电流I_n(t)的作用下的电阻R_n(t)；

S3、将所述超导限流器的电阻R_n(t)增加至所述电网短路故障暂态电路中，并计算所述电网短路故障暂态电路的短路故障电流I_m(t)，m＝n+1；