[发明专利]一种故障限流器在大电网中优化布点的差分进化方法

说明书

本发明公开了一种故障限流器在大电网中优化布点的差分进化方法，该方法考虑短路情况下电网动态可靠性问题，结合电网结构分析，对电网可靠性进行量化评估，建立电网可靠性与短路电流之间的量化数学模型，得到故障限流器的初始候选安装位点，然后结合电网的层次结构分析得到线路中的重要枢纽干线，最后再以限流水平及限流效果的均衡度为目标函数应用差分进化算法进一步优化，以每次布点后短路电流限制效果之间的差值为进化方向，逐步得到故障限流器的全局最优布点配置。本发明方法可以有效限制短路电流，优化限流器布点配置，缩小优化范围，提高电网动态可靠性。

技术领域

本发明涉及电力系统中的特高压电网领域，尤其是涉及一种故障限流器在大电网中优化布点的差分进化方法。

背景技术

随着我国电网的不断发展，电网规模不断扩大，逐步形成以特高压为主干网架的电力网络。特高压电网规模大、传输距离远、传送容量大，导致特高压接入后电网的短路电流水平的快速升高，影响面广。因此，短路电流超标直接影响了特高压电网的安全稳定运行，成为特高压发展中急需解决的问题之一。

目前针对特高压电网中短路电流越限的问题，已提出多种限流措施，主要分为两种：一种限制电网短路电流的措施是通过调整电网结构，改变系统运行方式，如：采用直流输电、电网分层分区、母线分段运行及电磁环网解环等措施。其中，采用直流输电技术虽然能够从根本上解决短路电流过大问题，但这一措施从开始设计到实际应用所需时间较长，且耗资较大。其他措施相对简单，便于应用，但会对系统的供电可靠性及稳定性带来不利的影响。另一种限制电网短路电流的措施是加装限流设备，例如，串联电抗器，加装故障限流器等。其中，故障限流器能够在电网正常运行时保持阻抗近似为0，而发生短路时又能够增大阻抗限制短路电流，其安装影响较小且其限流效果也能满足要求。

采用故障限流器虽然能够有效限制电网中的短路电流，但其成本较高的特点极大地从经济上限制了其安装数量。因此，就目前故障限流器的安装布点分析，其经济性是其布点考虑的首要问题，而在实际的电网运行中，其可靠性是其首要考虑的问题；其次，目前已有的对故障限流器安装布点的研究多是采用普遍考虑大电网的所有线路，计算量大，具有盲目性。因此，如何使用简化方案在大电网中安装最少的故障限流器而又能保证电网可靠安全运行成为解决问题的关键。

发明内容

针对国内电力系统中可能出现的母线短路电流越限的情况，结合电网可靠性分析，尽可能少而又能够有效限制短路电流的安装故障限流器，本发明的目的在于提供一种故障限流器在大电网中优化布点的差分进化方法，该差分进化方法能实现经济性、可靠性及安全性的结合。

本发明的目的是这样实现的：

一种故障限流器在大电网中优化布点的差分进化方法，特征是：具体步骤如下所示：

A、采用电力系统软件(PSASP)对目标网络进行三相短路电流的计算，找出短路电流超标的节点，并记录三相短路电流值；

B、收集短路电流越限数据、初始可靠性量化参数及故障下的负荷损失率数据，进行量化，对电网短路故障下的可靠性进行评估，并将量化结果进行整理；

C、对步骤B中的可靠性评估结果进行统计分析，并将结果进行排序，由于可靠性与短路电流呈现负相关，根据需要对量化结果从大到小进行排序，选择量化结果值大的前几个节点，这些节点的可靠性较低，找出与这些节点相连接的线路作为故障限流器的候选初始安装位点；

D、将步骤C中的故障限流器初始候选线路为初始种群，初始化布点方案，同时设置故障限流器的安装台数，以故障限流器安装后的故障限流效果建立目标函数，在算法过程中，以相邻两次样本之间的差值为进化方向和大小，采用差分进化布点方法逐步对故障限流器的布点方案进行优化，得到最优值，实现全局优化配置；

E、对步骤D中得到的最优布点方案进行计算分析验证，结合电网结构及可靠性分析，计算电网短路电流，在满足限流效果的情况下确定最终的故障限流器安装位置。