考虑运行损耗的故障限流器布点优化和容量选择方法

摘要

本发明公开了一种考虑运行损耗的故障限流器布点优化和容量选择方法，属于大型互联电力系统的创新技术。首先，指定粒子群算法的各项初始化参数，如：种群数目，最大粒子速度、权重系数、个体最优位置和全局最优位置的相对权系数、允许最大迭代次数、约束条件取值范围等。其次，借助PSS/E软件和Matlab软件粒子群工具包求解获得不同台数串联谐振型故障限流器的安装方案（串联线路位置和串联电抗值）以及相应的系统损耗增量，最后，经分析比较后，给出故障限流器布点和容量的优化推荐方案。本发明方法具有物理概念明确、工程实现方便的优势。

主权项

一种考虑运行损耗的故障限流器布点优化和容量选择方法，其特征在于: 该方法是数学模型上以一个以全网损耗增量和限流电抗值总和最小为目标函数，以母线短路电流、母线电压、限流器阻抗及其安装候选位置为约束条件；计算方法上，以粒子群优化算法为上述优化问题数学模型的求解方法；所述考虑运行损耗的故障限流器布点优化和容量选择包括如下内容和步骤：（1）构建上述目标函数a和约束条件b的故障限流器布点优化和容量选择优化问题数学模型；为使系统中接入SRFCL限流阻抗后满足系统各节点短路电流不超限，各非故障母线电压均在合理范围内，同时在一定程度上考虑接入后的全网网损变化最小，实现最小的SRFCL限流阻抗接入和最少SRFCL安装数量的优化目标，可建立如下优化模型：a目标函数： 在上述目标函数数学模型中，是第个SRFCL的电抗值，是SRFCL的数量，是潮流分析获得的全网损耗，是全网损耗增量和SRFCL电抗值总和之间的折中权重系数，小型网络取为1；b约束条件:  在上述约束条件数学模型中，为全网母线总数，式（2）为母线短路电流约束条件，其中为j母线的三相短路电流计算值，为j母线的三相短路电流上限，取该母线线路开关的标准遮断容量值，为j母线的三相短路电流下限，取该值为原网络短路电流值得50%；式（3）为限流阻抗参数范围约束，实际系统在5欧‑25欧之间；式（4）为母线电压约束；式（5）为安装候选位置约束，其中是SRFCL安装候选位置，即线路编号，是SRFCL安装候选线路编号的上限，是SRFCL安装候选线路编号的下限；对于实际系统，为减少计算量，可根据全网短路电流计算结果，结合短路电流追踪情况，给出一个候选线路的编号范围；对于小规模系统来说，完全可选择全网线路作为候选；（2）指定粒子群算法的各项初始化参数，包括种群数目，最大粒子速度、权重系数、个体最优位置和全局最优位置的相对权系数、允许最大迭代次数、约束条件取值范围；（3）借助PSS/E软件和Matlab软件粒子群工具包来得到不同台数串联谐振型故障限流器的安装方案，串联线路位置和串联电抗值以及相应的系统损耗增量；结合SRFCL的布点和容量选择优化问题的数学模型分析和构建情况，可以用下述PSO算法的一个粒子来表征；PSO求解方法为：式中：分别第次迭代中主体（Agent）i的速度；分别代表第次迭代中主体（Agent）i的位置；代表权函数；分别代表个体最优位置和全局最优位置的相对权系数；代表两个不同的0到1之间的随机数；代表第个粒子的个体最优位置；代表第个群体的全局最优位置；关于权函数，存在以下关系：式中：代表最大和最小权系数；代表允许的最大迭代次数；w和i分别代表当前的权重值和迭代次数；（4）经分析比较后，给出故障限流器布点和容量的优化推荐方案。