(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211178696.8 (22)申请日 2022.09.25 (71)申请人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 (72)发明人 梁钊培　陈敏　唐诵　朱冠南　 (74)专利代理 机构 杭州中成专利事务所有限公 司 33212 专利代理师 周世骏 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 113/04(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种用于柔性多端直流配用电系统中限流 电抗器配置方法 (57)摘要 本发明涉及柔性直流配电网领域， 旨在提供 一种用于柔性多端直流配用电系统中限流电抗 器配置方法。 包括： 获取多端直流配电网中各变 流器网络 元件参数， 构建多端直流配电网极间故 障瞬态电路模 型， 基于该电路模 型求解得到故障 瞬态时刻总电流； 将故障瞬态时刻总电流分解至 直流配电网变流器侧的各支路， 并计算得到各支 路的故障电流； 设定故障电流模 型的目标函数和 约束条件， 通过多目标非线性规划进行寻优求 解， 得到不同支路上限流电抗器的配置结果。 本 发明通过分析 故障电流产生机理， 利用故障电流 解析进行限流电抗器配置； 具有时间复杂度低、 复用性强且利于拓展相应约束条件， 能够在不同 故障情况下实现快速电抗器配置， 给出相应指导 方案。 权利要求书3页 说明书6页 附图2页 CN 115422771 A 2022.12.02 CN 115422771 A 1.一种用于柔性多端直流配用电系统中限流电抗器配置方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： (1)获取多端直流配电网中各变流器网络元件参数， 构建多端直流配电网极间故障瞬 态电路模型； 将故障瞬态 时刻的电网参数代入该电路模型中， 求解得到故障瞬态时刻总电 流； (2)将故障瞬态时刻总电流分解至直流配电网变流器侧的各支路， 并计算得到各支路 的故障电流； (3)设定故障电流模型的目标函数和约束条件， 通过多目标非线性规划进行寻优求解， 得到不同支路上限流电抗器的配置结果。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤(1)具体包括： 提取故障暂态时刻各变流器网络元件电气运行参数的数据， 建立相应故障瞬态网络回 路； 将故障瞬态时刻的直流微网电路简化为 RLC串并联电路， 构建多端直流配电网极 间故障 瞬态电路模型； 在此基础上， 利用配电网稳态工作电压值、 变流器出口侧电容数据、 直流网侧 支路阻抗 以及稳态工作电流 值求解故障瞬态时刻总电流 Ifault(t)； 式中， Udc为配电网稳态工作电压值， s为复频域虚指数， ZL为故障点左侧回路阻抗， ZR为 故障点右侧回路阻抗； 回路阻抗包括出口侧电容大小以及直流网侧支路阻抗； Idc为稳态工 作电流值。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤(2)具体包括： (2.1)由于故障瞬态时刻电流为多端RLC回路并联放电， 且直流母线间存在相应的互 感， 导致故障瞬态时刻总电流存在相应的耦合情况； 故需要利用相模域转换方程用于解决 直流母线间互感的耦合， 并设定相应的解耦系数用于处理多端RLC回路耦合现象， 对故障瞬 态时刻总电流因直 流母线互感所产生的耦合现象进行解耦分析： 首先确定故障时刻回路方程： 其中， up为直流母线正极电压值， un为直流母线负极电压值， Rs为直流母线线缆电阻， ip 为直流母线正极电压值， in为直流母线负极电压值， Ls为直流母线线缆电抗； Lm为直流正负 极母线互感值； 然后将故障时刻回路方程通过相模域转换方程化简， 对直流母线互感耦合电流进行解 耦， 得到： 其中， u0为电压零模分量， u1为电压极模分量； i0为电流零模分量， i1为电流极模分量； (2.2)对多端RLC回路耦合现象进行解耦处理， 采用公共支路电压降分解法， 对故障公 共支路上耦合电流进行分解：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115422771 A 2其中， Md为解耦系数； Li为故障点左侧电路故障电抗， Lj为故障点右侧电路电抗； 对于左右两侧公共支路上的解耦阻抗， 得到： ZL＝(1+Md)Zc 其中ZL为故障点左侧电路故障阻抗， ZR为故障点右侧电路阻抗； Zc为公共支路阻抗； (2.3)结合解耦系数将公共支路耦合电压降进行相应解耦， 分解到各RLC支路用于计算 各支路的故障电流， 支路电流应为故障暂态时刻总电流去除公共支路耦合电流后电路回路 电流， 得到单个支路中故障瞬态时刻电流大小为： 左侧支路中： 右侧支路中： 其中： I(t)为单个支路中故障瞬态时刻电流， 即各支路分解电流； Zc为公共支路电阻抗， ωi为第i支路无阻尼固有频率， Vdc(0)为直流母线故障暂态电压差， Ci为变流器连接至网侧 电容容值， Li为第i支路电感值大小， Lc为解耦公共支路电感； Ri为第i支路电阻； Rc为解耦公 共支路电阻； 为第i支路RLC阻尼固有频率； t为故障时刻开始后时间， Ii为各RLC回路初 始电流值大小， αi为第i支路RLC阻尼延时系数。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述 步骤(3)具体包括： (3.1)基于电抗器成本、 故障电流限流条件、 电网短时故障后重恢复能力以及电网运行 稳定性的相关因素， 设置如下的目标函数 F： F＝min(I(t)， Ldc， ΔU) 用于确保单个支路中故障瞬态时刻电流I(t)、 电抗器取值Ldc以及电压跌落ΔU尽可能 小； (3.2)根据步骤(2)的计算过程及计算结果， 设置约束条件st用于确保单个支路中故障 瞬态时刻电流 I(t)、 电压跌落ΔU 小于设定阈值， 电抗器取值 Ldc不影响电网正常运行； 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115422771 A 3