大电网短路电流限制措施研究

论文摘要

随着电力系统规模的扩大和电网的不断加强,电力系统中短路电流水平逐年增大,目前已成为电力系统规划、运行方面面临的重要问题。同时电力市场化的不断推进,对主网架的电力输送能力和可靠性提出了更高的要求,因此有效控制短路电流水平,寻找限制短路电流的合理而经济的方法是电网发展面临的重大挑战之一。基于有效而经济的控制全网短路电流水平的目的,本文建立了数学模型寻找成本最优的限流方案,综合考虑多种限流措施,利用遗传算法求解。该方法对18节点进行了计算,结果表明了模型的合理性,算法能够得到经济最优的限流方案。本文基于2008至2020年宁夏电网的结构和运行特点,分析宁夏电网短路电流增加的趋势和原因;结合宁夏750kV电网的建设和发展,对各种限流措施进行了探讨和分析。计算结果表明:采用高阻抗变压器可以缓解750kV变电站附近地区超标情况;随750kV电网的逐步强壮,分层分区是控制全网短路电流水平的最优措施;部分节点开关遮断容量过小已成为限制电网发展的瓶颈,应更换开关;开断线路可以作为过渡措施;对于远景网架,采用串联电抗器可以作为局部地区限制短路电流的措施。本文从措施实施的连续性、一致性出发,提出宁夏电网2008至2020年综合限流方案。主要措施为改造现有网架结构,辅以升级改造现有设备以及增加限流装置,达到整体限流效果最优。方案一的首要目的为减小短路电流水平,方案二的在减小短路电流的基础上,在经济最优的前提下,尽可能提高提高系统承受短路电流的能力。计算结果表明综合限流方案能够将全网短路电流控制在合理范围,并满足电网运行要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景和研究意义
• 1.2 短路电流研究概述
• 1.2.1 短路的定义和原因
• 1.2.2 影响短路电流的因素
• 1.2.3 短路的后果
• 1.3 短路电流的限制措施综述
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 短路电流限制措施研究
• 2.1 分层分区
• 2.1.1 分层分区的基本原理
• 2.1.2 分层分区的特点
• 2.1.3 分层分区的工程应用实例
• 2.2 加装限流装置
• 2.2.1 变压器中性点接小电抗
• 2.2.2 加装串联电抗器
• 2.2.3 加装故障限流器
• 2.3 母线分列运行
• 2.3.1 母线分列运行限制短路电流的原理和特点
• 2.3.2 母线分列运行的工程应用实例
• 2.4 采用高阻抗设备
• 2.4.1 采用高阻抗设备限制短路电流的原理和特点
• 2.4.2 采用高阻抗设备限制短路电流的工程应用实例
• 2.5 采用直流背靠背技术
• 2.5.1 采用直流背靠背技术限制短路电流的原理和特点
• 2.5.2 直流联网技术优势
• 第三章 基于遗传算法的综合限流方案经济性研究
• 3.1 建模
• 3.1.1 短路电流计算
• 3.1.2 限流措施
• 3.1.3 数学模型的建立
• 3.2 遗传算法
• 3.2.1 遗传算法的基本原理
• 3.2.2 遗传算法的解题步骤
• 3.2.3 遗传算法的改进
• 3.2.4 遗传算法的特点
• 3.3 基于遗传算法的经济性最优综合限流方案求解过程
• 3.3.1 编码
• 3.3.2 目标函数和适应度函数
• 3.3.3 求解过程
• 3.4 算例分析
• 3.4.1 算例数据
• 3.4.2 优化结果
• 第四章 2008至2020年宁夏电网短路电流计算和超标分析
• 4.1 电网概况
• 4.2 发展规划
• 4.2.1 电源建设
• 4.2.2 电网建设
• 4.3 短路电流计算及超标分析
• 4.3.1 短路电流计算说明
• 4.3.2 短路电流计算
• 4.3.3 短路电流分析
• 第五章 2008至2020年宁夏电网短路电流限制措施研究
• 5.1 限流措施分析思路
• 5.2 采用高阻抗变压器
• 5.3 分层分区
• 5.4 开断线路
• 5.5 更换开关
• 5.6 加装串联电抗器
• 5.7 综合限流方案
• 5.7.1 综合限流方案内容
• 5.7.2 限流效果分析
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表和录用的学术论文