超导故障限流器及其进展

阐述了超导限流器的工作原理和结构,并介绍国外最近研制的超导限流器模型、特性和试验结果。     

超导故障限流器对继电保护的影响

超导故障限流器可以在限流的同时实现控制非故障线路电压跌落的目的。分析了超导故障限流器的动作会不会影响系统中原有继电保护装置的正常运行,以及如何与保护装置配合动作2个问题。对超导故障限流器会不会使原有系统的电压电流波形产生畸变作出了分析。为了验证分析的正确性,使用电力系统仿真软件PSCAD对其进行仿真,得出一些有益的结论。     

基于PSO的故障限流器优化配置

提出了一种故障限流器(Fault Current Limiter,FCL)的全局优化配置算法。FCL在电网正常情况下等效阻抗接近于0,且对电网无不利影响,短路故障时迅速增大等效阻抗限制短路电流,从而确保断路器可靠开断短路电流。FCL的配置是在满足限制短路电流的前提下,使得加装FCL的数量和阻抗值最小,同时保证系统正常运行。通过进行短路计算,首先确定安装FCL能够可靠启动的支路,应用支路追加法形成导纳矩阵。基于PSO算法对候选支路进行优化选择,通过FCL的启动条件缩小搜索范围,实现FCL的安装位置、数量以及阻抗值的优化配置。最后,应用该算法对湖南电网2015规划数据进行了计算分析,得出了相应的FCL的优化配置方案。     

饱和铁心型超导限流器应用技术研究

短路电流水平越来越大对电力系统的安全稳定运行造成了极大的威胁。饱和铁心型超导限流器具有稳态阻抗小、损耗小、恢复时间短、限流效果好等优点,是限制电力系统短路电流的理想设备之一。介绍了饱和铁心型超导限流器的工作原理,阐述了其国内外发展现状,并在此基础上分析了其应用于电力系统应考虑的重点问题。     

新型桥式超导故障限流器的仿真研究

普通桥式超导故障限流器(Superconducting Fault Current Limter,SFCL)只能限制故障短路电流的峰值.不能限制短路电流的稳态值.应用电力电子技术对桥式超导限流器的结构进行改进,能在保持原有桥式限流器优点的基础上,有效限制短路电流的稳态值.针对一种新型桥式SFCL,在分析其限流过程的基础上,利用PSCAD仿真系统分析发生三相短路故障时的限流情况,并对影响其限流效果的限流电阻、超导电感及电阻投切装置的响应时间3个主要参数进行了进一步的讨论.结果表明,该限流器在配电网中不仅能有效地限制短路故障电流,抑制母线电压跌落,而且不用更换现有的开关设备,具有较大的经济效益.     

考虑注意力机制的CNN-LSTM高渗透风电并网暂态电压稳定性研究

为了能够快速且精确地判断出风电场接入电网后系统暂态电压稳定性,文章基于注意力机制提出一种卷积-长短时记忆网络（Convolutional Neural Networks-Long Short-Term Memory,CNN-LSTM）暂态稳定评估指标。为了更好地捕捉输入数据中空间和时间的相关性,基于核主成分分析（Kernel Principal Component Analysis,KPCA）进行特征降维;针对高比例的新能源电网中,整个系统的短路容量下降、短路电流水平攀升问题,提出了安装超导故障限流器的主动支撑措施,限制故障过程短路电流水平,维持并网点电压稳定。最后,在PSD-BPA中搭建含风电的IEEE39节点系统进行仿真计算和数据采集。结果表明,KPCA方案能有效筛选电力系统暂态稳定评估中重要度高的特征,所提评估指标具有更高的辨识能力,所提改进措施对高比例风电并网系统暂态电压稳定具有积极作用。     

ZnO避雷器式故障限流器在配电网的应用研究

针对安装故障限流器的架空式辐射状10kV配电系统,利用MATLAB详细分析了ZnO避雷器式故障限流器对配电网安全运行和电能质量的影响。研究了系统发生短路故障时,故障限流器不同限流比对母线电压跌落以及各支路电流的影响;分析了系统正常运行时,不同限流比对电流中高次谐波含有率和畸变率的影响。仿真分析表明：ZnO避雷器式故障限流器应用于配电网。能够有效地减少系统故障时的短路电流和电压跌落,在系统正常运行的情况下,也能明显阻碍线路中高次谐波的传递。     

面向直流配电系统的新型固态故障限流器设计

摘要： 与交流配电相比,直流配电具有供电容量大、线路损耗小、电能质量好、有利于分布式电源接入等一系列优点。然而,保护技术的不成熟在很大程度上限制了直流配电系统的发展。针对当前直流配电系统保护技术中存在的问题,提出一种新型固态故障限流器。该限流器采用晶闸管与IGBT相结合的方式,不仅可以快速响应直流电网的故障电流,而且减少了功率损耗。当发生短路故障时,采用峰值电流控制策略可以进行电流控制,将短路电流限制在一定的范围内。     

带旁路电感三相桥式固态限流器桥臂故障对系统的影响研究

利用Matlab／Simulink的电力系统仿真模块建立带旁路电感的三相桥式固态限流器模型,简单介绍其基本工作原理,并对单桥臂发生短路或断路故障时对一次系统的影响进行仿真。在分析比较电流电压波形的基础上,可知带旁路电感的三相桥式固态限流器在单桥臂故障时对一次系统影响较小,验证了限流器的可靠性。     

超导限流器在解决电网短路电流中的应用分析

作为一种新型限流设备,超导限流器以其优越的特性,将在解决短路电流问题上发挥重要作用。讨论了不同电压等级电网对超导限流器的应用需求及设计要求,并通过与传统方案的技术经济比较,分析了其市场发展路径。220 kV级SFCL将以其综合技术经济优势打开应用的突破口,随着技术不断提高及成本降低,将在500 kV电网和分布式配电网中得到广泛应用。     

基于PSCAD/EMTDC的短路电流计算标准分析

为了使电网的短路电流计算和开关开断能力校核能有一个科学合理的依据,降低对开关设备的遮断能力要求在分析IEC 909标准、ANSI标准及暂态稳定计算短路电流方法的基础上,提出了以暂态电抗Xd忆作为电机参数进行短路电流工程计算方法,并以PSCAD/EMTDC搭建IEEE 9的动态仿真模型,以动态仿真结果为基准,给出了2个标准的精确度,把提出的短路电流计算方法与根据IEC 909标准、ANSI标准及机电暂态仿真计算的结果进行了比较分析,结果显示基于暂态电抗Xd忆短路电流计算方法具有较好的精确性,且可以明显降低电网短路电流评估计算值。     

基于VSG的低电压穿越控制策略研究

当电网发生故障时,VSG难以支撑微网系统的电压和频率稳定运行。为了使逆变器能稳定运行不脱网,同时具备抑制故障冲击电流的能力,提出具有有功和无功补偿的VSG低电压穿越控制策略。首先,在常规VSG的基础上对VSG发生短路故障时的暂态特性进行分析。其次,针对故障状态下VSG存在的问题,对有功功率进行有功补偿、无功功率进行无功补偿,无功补偿带来的VSG内电势升高,重新整定计算给定电压,并对短路故障参考电流进行越限整定。最后,建立有功和无功补偿VSG低电压穿越控制策略仿真模型进行仿真测试,测试结果表明：改进VSG控制策略相比于常规VSG/有功补偿VSG控制策略,在电压暂降故障期间不仅能实现有功补偿灵活调节VSG输出功角基本与电网功角保持一致,且能实现无功补偿有效支撑VSG输出电压,抑制电压跌落,同时能更好地抑制故障冲击电流,提高系统的暂态稳定性。     

Multiobjective optimization in combinatorial wind farms system integration and resistive SFCL using analytical hierarchy process

This paper presents a positive approach for low voltage ride-through (LVRT) improvement of the permanent magnet synchronous generator (PMSG) based on a large wind power plant (WPP) of 50 MW. The proposed method utilizes the conventional current control strategy to provide a reactive power requirement and retain the active power production during and after the fault for the grid codes compliance. Besides that, a resistive superconducting fault current limiter (RSFCL) as an additional self-healing support is applied outside the WPP to further increase the rated active power of the installation, thereby enhance the dc-link voltage smoothness, as well as the LVRT capability of the 50 MW WPP. This is achieved by limiting the exceed fault current and diminishing the voltage dip level, leading to increase the voltage safety margin of the LVRT curve. Furthermore, the effect of the installed RSFCL on the extreme load reduction is effectively demonstrated. A large WPP has a complicated structure using several components, and the inclusion of RSFCL composes this layout more problematic for optimal performance of the system. Hence, the most-widely decision-making technique based on the analytic hierarchy process (AHP) is proposed for the optimal design of the combinatorial RSFCL and 50 MW WPP to compute the three-dimensional alignment in Pareto front at the end of the optimization run. The numerical simulations verify effectiveness of the proposed approach, using the Pareto optimality concept.     

基于PSCAD的永磁直驱风电机组简化模型研究

针对风电机组的电磁暂态模型求解耗时长、仿真计算工作量大、数值收敛性差等不足,在研究直驱机电暂态及运行控制方式的基础上,利用PSCAD仿真工具构建了直驱风电机组简化模型,并分别在恒定风速、阶跃风速和电网故障三种工况下进行了仿真验证。结果表明,基于PSCAD的直驱风电机组简化模型可行、有效,在保证一定的计算精度下,可大幅提高计算速度,且当风机台数增加时,速度提高更加明显。     

500 kV超导限流器在广东电网应用选点研究

随着电力需求的不断发展,广东电网短路电流水平迅速提高。超导限流器对电力系统的正常运行无影响,一旦发生故障能够立即投入限制短路电流,达到对短路电流的抑制。以2015年作为研究水平年,以广东规划电网为研究对象,对广东500kV电网短路电流水平进行计算分析。综合考虑超导限流器安装对短路电流的抑制效果、对电网发展的适应性及对电网运行的影响等方面来进行其在广东电网应用选点方案的研究,推荐西江站、东纵站及深圳站考虑作为加装超导限流器的站点,有力降低广东电网短路电流水平,促进广东电网发展。     

基于暂态零模电流的配电网故障区段定位

为降低小电流接地系统通信过程中小波扰动(噪声)对暂态电流法的干扰,减小因采样频率增加造成的通信网络负担,解决故障两侧馈线终端不同步的问题,提出了一种小电流接地系统的故障区段定位方法.通过检测故障区段两侧的暂态零模电流,提取其中的极值,并计算其衰减程度,利用其极性进行辅助定位.数值仿真的结果验证了所提方法的有效性,该方法...     

Directional Overcurrent Relays Coordination Restoration by Reducing Minimum Fault Current Limiter Impedance

FCL （fault current limiter） is used to solve relays miscoordination problem arises from DG （distributed generation） installation. In most published researches, different optimization methods are developed to obtain optimal relay settings to achieve coordination in case of not installing DG, then depending on the achieved optimal obtained relay settings, FCL impedance is deduced to ensure relays coordination restoration in case of installing DG. Based on original optimal relay settings, obtained FCL impedance is not the minimum one required to achieve relay coordination. The contribution of this paper is the generation of multi sets of original relay settings that increase the possibility of finding FCL impedance of minimum value which is lower than the calculated value based on original optimal relay settings. The proposed method achieves better economic target by reducing FCL impedance. The proposed approach is implemented and tested on IEEE-39 bus test system.