基于线路开断和UPFC的短路电流控制与计算方法研究

发布时间：2023-05-30 20:50

　　随着电源容量的不断增长及电网结构的不断加强,短路电流问题愈发凸显,越来越多的变电站短路电流已接近甚至超过其断路器额定遮断容量,成为一大安全隐患。短路电流超标已成为我国电网普遍存在的问题,是制约电网发展的重要因素。因此,研究短路电流的限流方案尤为迫切也非常必要。此外,随着统一潮流控制器在实际电网的逐步应用,研究其投入后系统短路电流的计算方法对电力系统安全校核具有重要意义。本文开展了如下研究内容:(1)本文着力于目前广泛研究的线路开断措施,提出了基于线路开断的限流全方案搜索算法。首先,基于支路追加法推导了线路投切后的节点自阻抗变化的表达式,证明了节点短路电流与线路投切存在着单调关系;然后,对限流方案进行了定义及分类,并推导了相关性质,由此将全方案搜索转化为对一类特殊方案集“可行方案边界集”的搜索,避免了穷举所有线路开断方案;其次,利用节点自阻抗的近似线性化表达式,进一步提升了算法的搜索效率;最后通过算例验证了所提搜索算法的有效性。(2)灵活性是智能电网运行的一大特点,随着设备水平和通信技术的发展,在电网运行中动态地对输电线路运行状态进行优化调整具有广阔的应用前景。短路电流安全是支路投切运用...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 短路电流水平研究现状
        1.2.2 短路电流控制措施研究现状
        1.2.3 最优支路投切研究现状
        1.2.4 统一潮流控制器对短路电流的影响研究现状
    1.3 本文的主要工作和章节安排
第2章 短路电流计算理论与线路开断限流机理
    2.1 短路电流计算基本理论
        2.1.1 叠加法
        2.1.2 等效电压源法
        2.1.3 实用计算法
        2.1.4 三种计算方法的对比
    2.2 开断线路限制短路电流的机理研究
        2.2.1 支路追加法求解阻抗矩阵
        2.2.2 短路电流随线路投切的变化规律研究
    2.3 本章小结
第3章 基于线路开断的限流全方案搜索方法
    3.1 基于线路开断的限流全方案搜索算法
        3.1.1 线路开断方案集定义及性质
        3.1.2 全方案搜索问题转化
        3.1.3 基于可行方案边界集的搜索算法
    3.2 大规模电网下的适用性与效率分析
        3.2.1 搜索空间优化
        3.2.2 阻抗矩阵计算方式优化
    3.3 算例分析
        3.3.1 三机九节点算例
        3.3.2 IEEE57 算例
    3.4 本章小结
第4章 短路电流约束下的最优支路投切
    4.1 最优支路投切简介
    4.2 考虑短路电流约束的最优支路投切模型
        4.2.1 模型的目标函数与约束条件
        4.2.2 基于限流全方案的求解算法
    4.3 算例分析
    4.4 本章小结
第5章 考虑统一潮流控制器的短路电流计算方法
    5.1 统一潮流控制器基本模型
        5.1.1 统一潮流控制器简介
        5.1.2 统一潮流控制器的稳态运行模型
    5.2 统一潮流控制器近端母线故障的短路电流计算方法
        5.2.1 统一潮流控制器的故障处理策略
        5.2.2 统一潮流控制器近端母线的定义
        5.2.3 基于电流分布系数的UPFC近端母线故障短路电流计算
        5.2.4 短路电流影响分析
    5.3 算例分析
        5.3.1 三机九节点算例
        5.3.2 IEEE118 节点算例
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 本文总结
    6.2 研究展望
参考文献
附录:作者简介及在学期间所取得的科研成果



本文编号：3825015