[发明专利]一种快速开关型限流器与断路器的参数优化方法

权利要求书

1.一种快速开关型限流器与断路器的参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立基于快速开关型限流器的断路器开断特性分析模型；

S2、根据不同故障距离，建立包括限流电感、断口均压电容、限流器对地电容、断路器对地电容的多个参数与包括瞬态恢复电压峰值、瞬态恢复电压峰值时间、瞬态恢复电压第一参考电压、瞬态恢复电压首峰值时间、限流器开关数量和限流深度的多个标准要求之间的数学模型；

S3、以包括瞬态恢复电压峰值、瞬态恢复电压峰值时间、瞬态恢复电压第一参考电压、瞬态恢复电压首峰值时间、限流器开关数量和限流深度的多个标准要求的冗余度作为目标函数，建立快速开关型限流器与断路器的参数优化模型；

S4、采用遗传算法对快速开关型限流器与断路器的参数优化模型进行优化。

2.根据权利要求1所述的参数优化方法，其特征在于，基于快速开关型限流器的断路器开断特性分析模型描述了不同故障发生后的振荡机理，包含限流器出口发生接地故障与线路上发生近区接地故障两种情景。

3.根据权利要求2所述的参数优化方法，其特征在于，设节点i的电压幅值为U_i，发电机出口等效电感为L_i，快速开关型限流器开关数量为N，限流电感为NL_FCL，断口均压电容C_Bf/N，发电机电角频率为ω；当限流器出口发生接地故障后，快速开关型限流器投入工作，短路电流为：

设断路器额定开断电流为I_BRK，则限流深度为：

由此可以得到断路器线路侧B点电压的幅值：

设限流器快速开关的耐受电压为U_dk，则为了防止被击穿，限流器开关数量应为：

由于故障时刻t＝0⁺时电弧还未熄灭，断路器是闭合的，断路器两端电压相等，有U_Am＝U_Bm；

设断路器开断时，电源电压相位对于由发电机出口阻抗、断路器对地电容构成的电源侧回路，有：

由此，可求得断路器两端电压分别为：

其中，

由此可得，当限流器出口处发生接地故障，瞬态恢复电压的数学模型为：

其中，X＝[C_BRK,C_FCL,L_FCL,C_Bf]^T，(X)表示限流器与断路器的参数与变量之间存在映射关系，C_BRK为断路器并联电容，C_FCL为限流器并联电容，L_FCL为限流电感，C_Bf为限流器断口均压电容；根据三角函数变换公式，可将瞬态恢复电压的数学模型化简为：

其中：