【摘 要】
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随着国民经济的快速发展,城市负荷密度不断增加。而大城市交通、能源、通信等管网密布、地价超高,常规配电系统已面临高密度配电的瓶颈。高温超导电缆因其高密度输送电力的能力,可为提高大城市配网配电密度提供一条新的技术途径。但是,在配网中引入超导电缆,除了超导电缆本身的技术问题之外,在超导电缆的保护、配电网的负荷调配等方面也存在若干技术难题。配电网中发生短路故障时,线路中可能会流过数十倍于额定电流的故障电流
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随着国民经济的快速发展,城市负荷密度不断增加。而大城市交通、能源、通信等管网密布、地价超高,常规配电系统已面临高密度配电的瓶颈。高温超导电缆因其高密度输送电力的能力,可为提高大城市配网配电密度提供一条新的技术途径。但是,在配网中引入超导电缆,除了超导电缆本身的技术问题之外,在超导电缆的保护、配电网的负荷调配等方面也存在若干技术难题。配电网中发生短路故障时,线路中可能会流过数十倍于额定电流的故障电流,严重威胁高温超导电缆的安全可靠运行,应研究高温超导电缆接入电网后系统短路电流分布情况,制定合理的保护方案;为提高包括超导电缆在内的配电网经济性,也应对引入超导电缆后的负荷调配进行优化。本文针对在深圳某配电网中引入超导电缆的工程需求,对含高温超导电缆的配电网暂态与稳态特性进行了分析研究。通过暂态特性分析,为高温超导电缆提出了安全保护方案,在稳态分析中,提出了功率配送的优化方案,完成的主要工作和取得的主要成果如下:(1)根据超导电缆接入系统方案,搭建了深圳配电网的模型;对二代高温超导带材进行了数学建模,搭建了三相同轴高温超导电缆的数学模型,构建的高温超导电缆模型用于电力系统分析模型中进行仿真。(2)理论分析了超导电缆接入后配电网短路电流分布,介绍了配网相间短路保护配合策略,研究了故障持续时间,仿真验证了系统短路电流分布,并校验了高温超导电缆的热稳定性;针对高温超导电缆故障温升过高和开关设备开断容量不足,提出了限流电抗器配置方案,并对限流效果进行了验证。(3)校验了配电网正常运行方式下的稳态运行,提出了针对过负荷或电压偏移较大等风险的应对策略;分析了N-1特殊运行方式下的潮流转移情况,提出了断面潮流控制策略;基于离散粒子群算法,优化了配网无功分布,提高了系统运行的经济性。
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