目前我國電力系統(tǒng)的規(guī)模和容量在持續(xù)不斷的擴增,系統(tǒng)中不斷攀升的短路故障電流會對電氣設備的安全運行和系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成嚴重的威脅。超導故障限流器（Superconducting fault current limiter,SFCL）是當前最為理想的一種限流裝置。它響應速度快,可以自動觸發(fā)、自動復位以及可以多次動作。它集檢測、轉(zhuǎn)換和限流于一體,只有在系統(tǒng)故障情況下呈現(xiàn)高阻抗,在系統(tǒng)正常運行時阻抗很小幾乎為零。但在限流過程中SFCL向系統(tǒng)投入阻抗會改變網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)參數(shù),對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成影響。另由于系統(tǒng)中短路電流超標節(jié)點在網(wǎng)絡中隨機分布,且超導故障限流器目前造價昂貴,故在電力系統(tǒng)中配置SFCL時還需考慮其經(jīng)濟性問題。本文通過理論分析和利用PSD-BPA電力系統(tǒng)分析仿真軟件來研究超導限流器對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。首先在單機無窮大系統(tǒng)中定性分析了不同類型SFCL對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響,然后基于PSD-BPA平臺搭建單機無窮大系統(tǒng)模型,分別在對稱和不對稱故障中進行仿真驗證,得到了不同情況下SFCL對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響的規(guī)律。然后基于人工螢火蟲群優(yōu)化（Glowworm Swarm Optimizat... 

【文章來源】：山西大學山西省

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【學位級別】：碩士

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超導故障限流器分類

超導故障限流器對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響8器又分為飽和鐵芯型、橋路型和改進橋路型[26]。超導故障限流器的詳細分類如圖2.1所示。圖2.1超導故障限流器分類2.3超導故障限流器工作原理本節(jié)將對幾種典型超導故障限流器的結(jié)構(gòu)和工作原理進行分析。2.3.1基本電阻型超導故障限流器基本電阻型超導故障限流器由超導元件和分流電阻組成，其等效模型可以看成一個可變電阻RSFCL和一個分流電阻并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，如圖2.2所示。分流電阻主要是為了減小RSFCL的電流，即減小電壓。圖2.2電阻型超導故障電流器結(jié)構(gòu)基于超導體的固有特性，電阻型超導故障限流器的超導體可以通過一定的外部條件控制來達到其“變阻”的目的。限流原理如圖2.3所示。當超導體工作在一定電

超導故障限流器對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響9流、溫度以及磁場的三維空間約束條件下，即臨界電流IC、臨界溫度TC以及臨界磁場HC約束范圍內(nèi)，便處于零電阻的超導態(tài)。當上述三個條件中的任何一個值超過超導體的臨界值時，超導體便會失超轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮钁B(tài)，從而限制短路電流的增加。圖2.3電阻型超導故障限流器基本原理2.3.2橋路型超導故障限流器橋路型超導故障限流器的拓撲結(jié)構(gòu)如圖2.4所示，它是由偏置直流電源Ub、二極管整流橋D1-D4以及超導磁體SC構(gòu)成。圖中isc是偏置電源，為SC提供偏置直流電流，i為線路電流，iD4-iD4分別表示流過二極管D1-D4的電流。在正常運行情況下，當isc大于線路電流i的峰值時，二極管D1-D4為始終導通狀態(tài)，橋路上正向壓降很校限流器對線路對外表現(xiàn)出的阻抗幾乎為零，SC中流過偏置電流。當發(fā)生故障時，若線路電流scii時，二極管D1-D4開始輪流導通，電流i在正半周沿著路經(jīng)D1-SC-Ub-D2流向負載。負半周時從負載沿著路徑D3-SC-Ub-D4流向線路，這時SC則將自動串入線路來限制故障電流[29]。圖2.4橋路型超導故障限流器由KCL原理和橋路對稱性可以知道：DD21ii，DD43ii，DD41iii，DDsc31iii，從而可以推出：


本文編號：2970924