[发明专利]电压补偿配网瞬时故障的CSMES装置参数设置方法

摘要

一种电压补偿配网瞬时故障的CSMES装置参数设置方法，包括以下步骤：选取CSMES装置的超导线圈电感值L；计算在电压跌落的情况下CSMES装置将电压跌落幅度抑制到预期电压跌落幅度时CSMES装置交流侧的初始电流值I_{sm_ref}；修正CSMES装置交流侧的初始电流值I_{sm_ref}，以得到修正的CSMES装置交流侧初始电流值I_sm，根据CSMES装置的超导线圈电感值L和修正的CSMES装置交流侧初始电流值I_sm，选取适用于配电网的CSMES装置。本发明的电压补偿配网瞬时故障的CSMES装置参数设置方法能够有效地避免CSMES装置的参数配置不合理导致的瞬时电压跌落过补偿或欠补偿问题。

主权项

1.一种电压补偿配网瞬时故障的CSMES装置参数设置方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：预估为将CSMES装置与配电网的并网点的电压跌落幅度抑制到最小电压跌落幅度时CSMES装置所需要消耗的能量值ΔE₀；预估为将CSMES装置与配电网的并网点的电压跌落幅度抑制到最小电压跌落幅度时CSMES装置的超导线圈的预估电流值I_L0；获取超导线圈的临界电流值I_C；获取在CSMES装置接入配电网时超导线圈所承受的直流电压值U_C；获取CSMES装置抑制电压跌落时CSMES装置的交流侧实测电流的变化率然后，选取CSMES装置的超导线圈电感值L，这里，CSMES装置的超导线圈电感值L的限制条件为：其中，ΔE0表示为将CSMES装置与配电网的并网点的电压跌落幅度抑制到最小电压跌落幅度时CSMES装置所需要消耗的能量值；IL0表示为将CSMES装置与配电网的并网点的电压跌落幅度抑制到最小电压跌落幅度时CSMES装置的超导线圈的预估电流值；IC表示CSMES装置的超导线圈的临界电流值；iL表示在CSMES装置抑制电压跌落时CSMES装置的交流侧实测电流；t表示时间；UC表示在CSMES装置接入配电网时超导线圈所承受的直流电压值；步骤S2：获取电压跌落持续的时间tsag；获取CSMES装置与配电网的并网点在电压跌落前的负荷电压值Vload；获取CSMES装置与配电网的并网点在电压跌落前的负荷电流值Iload；获取CSMES装置与配电网的并网点在电压跌落前的负荷电压超前其在电压跌落前的负荷电流的相角α；获取CSMES装置与配电网的并网点在电压跌落后的负荷电压值Vsag；获取CSMES装置输出的补偿电压的幅值计算函数式f1()；获取CSMES装置输出的补偿电压的相角计算函数式f2()；获取CSMES装置与配电网的并网点在电压跌落后的负荷电压相对于其在电压跌落前的负荷电流的相角φ；获取CSMES装置为保证其最小功率调节范围的储能E0的计算函数式E()；获取CSMES装置与配电网并网点的电压额定值Us；获取CSMES装置中一相等值电路的滤波电感值XC；获取CSMES装置中一相等值电路的缓冲电容值XL；获取CSMES装置的调制比M；获取CSMES装置直流侧在电压跌落后的电流值Idc；然后，计算在电压跌落的情况下CSMES装置将电压跌落幅度抑制到预期电压跌落幅度时CSMES装置交流侧的初始电流值Ism_ref，其中，预期电压跌落幅度大于最小电压跌落幅度，CSMES装置交流侧的初始电流值Ism_ref的计算条件如下：Eref＝ΔE+E0ΔP＝3f1(Vsag，Vload，cosα)×Iload×sinf2(Vload，Vsag，α，φ)ΔQ＝3f1(Vsag，Vload，cosα)×Iload×cosf2(Vload，Vsag，α，φ)ΔE＝ΔP×tsagE0＝E(ΔPΔQ，O，R)其中，Eref表示CSMES装置抑制电压跌落所需的最小储能；L表示CSMES装置的超导线圈电感值；ΔE表示CSMES装置抑制电压跌落的实际输出能量；E0表示CSMES装置为保证其最小功率调节范围的储能；tsag表示电压跌落持续的时间；ΔP表示CSMES装置在瞬时电压跌落所恒定输出的有功功率；ΔQ表示CSMES装置在瞬时电压跌落所恒定输出的无功功率；Vload表示CSMES装置与配电网的并网点在电压跌落前的负荷电压值；Iload表示CSMES装置与配电网的并网点在电压跌落前的负荷电流值；Vsag表示CSMES装置与配电网的并网点在电压跌落后的负荷电压值；α表示CSMES装置与配电网的并网点在电压跌落前的负荷电压超前其在电压跌落前的负荷电流的相角；φ表示CSMES装置与配电网的并网点在电压跌落后的负荷电压相对于其在电压跌落前的负荷电流的相角；f1()表示CSMES装置输出的补偿电压的幅值计算函数式；f2()表示CSMES装置输出的补偿电压的相角计算函数式；E()表示CSMES装置为保证其最小功率调节范围的储能E0的计算函数式；O表示功率圆圆心；R表示功率圆半径；Us表示CSMES装置与配电网并网点的电压额定值；XC表示CSMES装置中一相等值电路的滤波电感值；XL表示CSMES装置中一相等值电路的缓冲电容值；表示功率圆圆心坐标；It为CSMES装置交流侧在电压跌落后的输出电流幅值；M为CSMES装置的调制比；Idc为CSMES装置直流侧在电压跌落后的电流值；步骤S3：获取CSMES装置在抑制电压跌落时因逆变而导致的能量损耗值，然后，修正CSMES装置交流侧的初始电流值Ism_ref，以得到修正的CSMES装置交流侧初始电流值Ism，其中，有：Ism＝Ism_ref+ΔI其中，Ism_ref表示CSMES装置交流侧的初始电流值；Ism表示修正的CSMES装置交流侧初始电流值；ΔI表示CSMES装置在抑制电压跌落时因逆变而导致的能量损耗值；步骤S4：根据CSMES装置的超导线圈电感值L和修正的CSMES装置交流侧初始电流值Ism，选取适用于配电网的CSMES装置。