永磁偏置型故障限流器的技術經濟性優(yōu)化、配置與影響研究.pdf

1、隨著我國電網互聯(lián)程度的不斷提高和特高壓建設的逐步推進，網架結構日益增強，短路電流超標愈發(fā)嚴重，如何經濟有效地限制短路電流水平是電力系統(tǒng)規(guī)劃和運行維護亟待解決的關鍵問題。故障限流器(Fault Current Limiter,FCL)是一種非常有應用前景的新型故障電流限制技術，近年來成為國內外的研究熱點。其中，永磁偏置型故障限流器(Permanent-magnet-biased Saturation based FaultCurrent

2、Limiter,PMFCL)憑借經濟實用、性能可靠等優(yōu)勢，有望應用于高壓大容量場合。
　　為實現(xiàn)直線式PMFCL在高壓電網中的工程應用，本文針對其中的關鍵問題開展了一系列探索研究，內容包括:針對高壓大容量PMFCL自身的經濟性優(yōu)化設計，PMFCL在大規(guī)模電網中的優(yōu)化配置，并從暫態(tài)穩(wěn)定性的角度研究了PMFCL對系統(tǒng)的影響。
　　對于高壓大容量的限流器，經濟性比技術性更加主導其應用價值?；诒碚鱌MFCL特性的電感比、電感和以及

3、飽和深度比3個獨立電磁變量，建立了其經濟性分析和優(yōu)化設計模型，將PMFCL的經濟性優(yōu)化設計問題轉化為3個電磁變量的優(yōu)化組合問題，針對500kV經濟性分析實例求取PMFCL的最優(yōu)成本及對應的結構參數(shù)，并通過有限元仿真驗證了優(yōu)化設計模型的準確性。
　　限流器在大規(guī)模電網中的優(yōu)化配置是其實現(xiàn)工程應用迫切需要解決的問題。將節(jié)點自阻抗作為節(jié)點短路電流水平的衡量指標，基于節(jié)點自阻抗增量建立了兼顧整體限流效果和經濟性的PMFCL優(yōu)化配置模型，提

4、出依據PMFCL啟動條件和節(jié)點自阻抗對支路阻抗參數(shù)的靈敏度指標來縮小尋優(yōu)空間的方法，并利用IEEE39節(jié)點標準算例驗證了利用該模型確定PMFCL最優(yōu)數(shù)量、安裝位置和限流電抗的有效性。
　　PMFCL在電網中的使用應以不破壞系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性為前提。以單機無窮大系統(tǒng)為例，利用正序增廣網絡建立了含PMFCL的暫態(tài)穩(wěn)定分析模型，基于發(fā)電機功角曲線和等面積法則，詳細分析了在輸電線路不同位置發(fā)生不同類型的短路故障時，PMFCL限流電抗值以及故