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大电网限流措施的优化配置研究

陈丽莉  
【摘要】:近年来,随着电力负荷的高速增长,电网规模不断扩大,导致系统的短路电流不断攀升,许多电网企业面临着短路电流超标的问题以及限制短路电流的困难。因此,如何降低系统短路电流水平以及如何选择限流措施等问题受到了工程界和学术界的广泛关注。目前,常用的限制短路电流的措施主要有:电网结构的分层分区运行、母线分列运行、采用限流电抗器或者故障限流器、采用高阻抗变压器以及变压器中性点经小电抗接地等。根据人工经验选择限流措施的传统方法,存在计算方法繁琐,计算效率低下且不易获得优化的措施配置方案等弊端。本文对各类限流措施进行了细致的理论分析和研究,并提出了一套利用计算机技术自动优化配置限流措施的新方法。本文的主要内容和创新点可以概括如下: 1.详细分析了常用限流措施的网络特性,确定了措施的统一评价机制,并在此基础上建立了限流措施优化配置问题的数学模型。该模型能对常用的限流措施进行综合配置,并能根据实际电网的特殊要求调整措施偏好系数使方案可行化。 2.设计了一种免疫离散粒子群算法求解限流措施优化配置问题。该算法将免疫算法的克隆算子和变异策略引入到粒子群算法中,提高了寻优过程中粒子的多样性,从而增强了算法的全局寻优能力。 3.提出了一种变量缩减策略。该方法通过灵敏度分析对限流措施的潜在位置进行了筛选;通过分析限流措施的单步限流特性确定了措施计算的优先次序,并将原问题分解成变量维数较小的两个子问题进行求解。变量缩减策略使措施计算的搜索空间大为减小,不但提高了算法的计算效率,同时能够有效地避免“维数灾”问题。 4.建立了变压器中性点接地小电抗(Neutral Grounding Reactor, NGR)的优化配置模型。该模型全面考虑了零序保护、系统绝缘水平以及经济性等相关因素,能够符合实际电网配置NGR的需求。根据模型特点,采用隐枚举法求解该问题。隐枚举法计算原理简单且能够求得包含最优解的多组可行解以供选择。


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