[发明专利]一种环网式直流微网中断路器与故障限流器的优化配置方法

摘要

本发明公开了一种环网式直流微网中断路器与故障限流器的优化配置方法，其充分考虑并分析了短路故障后环网式直流微网变化情况，并给出了准确快速得到故障直流微网节点电压、支路电流的方法；本发明采用并改进了运行速度快、解集的收敛性好的NSGA‑II算法进行断路器与故障限流器优化配置分析，实用性强；本发明以断路器分断能力、故障限流器电感值两个经济性指标为目标函数，以能够可靠分断支路这个可靠性指标为约束条件，得出的优化配置方案同时具有较好的经济性与可靠性。

主权项

1.一种环网式直流微网中断路器与故障限流器的优化配置方法，包括如下步骤：(1)在系统的所有输电支路两端均装设断路器和电感型的故障限流器且两者串联；(2)获取各输电支路的支路电阻，建立系统的节点电导矩阵，进而通过计算稳态工况下的系统潮流，得到稳态工况下系统中各节点电压、各节点与其对应VSC所连线路上的电流以及各输电支路上的电流；(3)获取各输电支路的支路阻抗，建立系统的节点导纳矩阵，进而通过分析短路故障后系统的暂态过程变化，计算出短路故障后系统在相应断路器分断时刻各输电支路上的电流；(4)以系统中断路器和故障限流器总成本最低为目标，以潮流功率平衡以及短路故障电流不越限为约束条件，建立系统关于断路器与故障限流器的优化配置模型如下：其中：f₁(I)为关于断路器总体分断能力的目标函数，f₂(X)为关于故障限流器总体安装容量的目标函数，α为系统中的断路器个数，I_CBi为系统中第i个断路器的最大分断电流，X_FCLi为系统中第i个故障限流器的电感值，I_j为断路器分断时刻系统中第j条输电支路上的电流，I_jmax为第j条输电支路两端断路器最大分断电流的较小值，P_k为系统中第k个节点的总输出功率，U_k和U_q分别为第k个节点和第q个节点的电压，Y_kq为第k个节点与第q个节点之间的导纳，N_b为系统中的节点个数；(5)基于所述优化配置模型采用改进型NSGA‑II算法求解出断路器及故障限流器的Pareto最优配置方案集合，该方案包含了系统中各断路器的最大分断电流以及各故障限流器的电感值，以使得系统中断路器和故障限流器的总成本最低。