超导故障限流器对电力系统暂态稳定性的影响

发布时间：2021-01-11 14:18

　　目前我国电力系统的规模和容量在持续不断的扩增,系统中不断攀升的短路故障电流会对电气设备的安全运行和系统的稳定性造成严重的威胁。超导故障限流器（Superconducting fault current limiter,SFCL）是当前最为理想的一种限流装置。它响应速度快,可以自动触发、自动复位以及可以多次动作。它集检测、转换和限流于一体,只有在系统故障情况下呈现高阻抗,在系统正常运行时阻抗很小几乎为零。但在限流过程中SFCL向系统投入阻抗会改变网络的结构参数,对电力系统的稳定性造成影响。另由于系统中短路电流超标节点在网络中随机分布,且超导故障限流器目前造价昂贵,故在电力系统中配置SFCL时还需考虑其经济性问题。本文通过理论分析和利用PSD-BPA电力系统分析仿真软件来研究超导限流器对系统暂态稳定性的影响。首先在单机无穷大系统中定性分析了不同类型SFCL对系统暂态稳定性的影响,然后基于PSD-BPA平台搭建单机无穷大系统模型,分别在对称和不对称故障中进行仿真验证,得到了不同情况下SFCL对系统暂态稳定性影响的规律。然后基于人工萤火虫群优化（Glowworm Swarm Optimizat... 

【文章来源】：山西大学山西省

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【学位级别】：硕士

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超导故障限流器分类

超导故障限流器对电力系统暂态稳定性的影响8器又分为饱和铁芯型、桥路型和改进桥路型[26]。超导故障限流器的详细分类如图2.1所示。图2.1超导故障限流器分类2.3超导故障限流器工作原理本节将对几种典型超导故障限流器的结构和工作原理进行分析。2.3.1基本电阻型超导故障限流器基本电阻型超导故障限流器由超导元件和分流电阻组成，其等效模型可以看成一个可变电阻RSFCL和一个分流电阻并联的结构，如图2.2所示。分流电阻主要是为了减小RSFCL的电流，即减小电压。图2.2电阻型超导故障电流器结构基于超导体的固有特性，电阻型超导故障限流器的超导体可以通过一定的外部条件控制来达到其“变阻”的目的。限流原理如图2.3所示。当超导体工作在一定电

超导故障限流器对电力系统暂态稳定性的影响9流、温度以及磁场的三维空间约束条件下，即临界电流IC、临界温度TC以及临界磁场HC约束范围内，便处于零电阻的超导态。当上述三个条件中的任何一个值超过超导体的临界值时，超导体便会失超转变为电阻态，从而限制短路电流的增加。图2.3电阻型超导故障限流器基本原理2.3.2桥路型超导故障限流器桥路型超导故障限流器的拓扑结构如图2.4所示，它是由偏置直流电源Ub、二极管整流桥D1-D4以及超导磁体SC构成。图中isc是偏置电源，为SC提供偏置直流电流，i为线路电流，iD4-iD4分别表示流过二极管D1-D4的电流。在正常运行情况下，当isc大于线路电流i的峰值时，二极管D1-D4为始终导通状态，桥路上正向压降很校限流器对线路对外表现出的阻抗几乎为零，SC中流过偏置电流。当发生故障时，若线路电流scii时，二极管D1-D4开始轮流导通，电流i在正半周沿着路经D1-SC-Ub-D2流向负载。负半周时从负载沿着路径D3-SC-Ub-D4流向线路，这时SC则将自动串入线路来限制故障电流[29]。图2.4桥路型超导故障限流器由KCL原理和桥路对称性可以知道：DD21ii，DD43ii，DD41iii，DDsc31iii，从而可以推出：


本文编号：2970924