[發明專利]基于雙閉環控制的配電網故障有源電壓消弧方法及裝置

在審

• 申請號: 201710075754.7
• 申請日: 2017-02-13
• 公開（公告）號: CN106655144A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 沈鑫;張林山;翟少磊;王昕;劉柱揆;閆永梅;馬紅升
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02H9/08
• 分類號: H02H9/08
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙)11363
• 代理人: 逯長明,許偉群

1.一種基于雙閉環控制的配電網故障有源電壓消弧方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

采集配電網的三相電壓和中性點電壓，根據所述三相電壓和所述中性點電壓的關系，判斷所述配電網是否發生單相接地故障；

如果所述配電網發生單相接地故障，則根據所述三相電壓的大小確定發生單相接地故障的故障相；

向發生單相接地故障的配電網中注入初始電流，獲取所述故障相的相電壓和所述中性點電壓，通過雙閉環控制方法，確定最佳的注入電流；

將所述最佳的注入電流注入所述發生單相接地故障的配電網中，實現瞬時單相接地故障的消弧。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據三相電壓和所述中性點電壓的關系，判斷所述配電網是否發生單相接地故障的步驟，包括以下步驟：

如果所述中性點電壓大于所述三相電壓的15％，判斷所述配電網發生單相接地故障；

如果所述中性點電壓小于或等于所述三相電壓的15％，判斷所述配電網未發生單相接地故障。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據三相電壓的大小確定發生單相接地故障的故障相的過程，包括：

通過比較三相電壓的值的大小，確定相電壓為最小值的相為發生單相接地故障的故障相。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述雙閉環控制方法，包括以下步驟：

獲取所述故障相的電壓和中性點電壓，以所述中性點電壓作為參考電壓，利用電壓閉環控制方法，控制所述故障相的電壓與所述參考電壓相等，輸出當前電流值；其中，所述故障相的電壓與所述參考電壓的幅值相等，相位相反；

向發生單相接地故障的配電網中注入初始電流，將所述當前電流值作為參考電流，利用電流內環控制方法，控制所述初始電流與所述參考電流相等，將控制后的初始電流作為最佳的注入電流。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述電壓外環控制方法，包括以下步驟：

根據所述故障相的電壓，得到故障相電壓相反數，以所述中性點電壓作為參考電壓，實時比較所述故障相電壓相反數與所述參考電壓的差值；

通過電壓負反饋調節，使所述故障相電壓相反數逼近所述參考電壓；

經過比例積分傳遞函數，使所述故障相電壓相反數與所述參考電壓相等，得到相等時的當前電流值；

輸出所述當前電流值。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述電流內環控制方法，包括以下步驟：

根據所述初始電流，以所述當前電流值作為參考電流，通過一次傳遞函數的過程，得到注入電流的初值；

通過電流負反饋調節，將所述注入電流的初值反饋至所述初始電流進行比較，通過數次傳遞函數的過程，控制所述注入電流的初值與所述參考電流相等；其中，所述注入電流的初值與所述參考電流的幅值相等，相位相反；

通過比較和計算，得到控制后的注入電流的初值，即為最佳的注入電流。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將最佳的注入電流注入所述發生單相接地故障的配電網中，實現瞬時單相接地故障的消弧的過程，包括：

將所述最佳的注入電流注入發生單相接地故障的配電網中，使所述故障相的電壓和電流分別抑制到零，補償所述配電網的無功電流分量、有功電流分量和諧波分量，實現瞬時單相接地故障的消弧。

8.一種基于雙閉環控制的配電網故障有源電壓消弧裝置，其特征在于，包括：

采樣判斷模塊，用于采集配電網的三相電壓和中性點電壓，根據所述三相電壓和所述中性點電壓的關系，判斷所述配電網是否發生單相接地故障；

數據處理模塊，用于如果所述配電網發生單相接地故障，則根據所述三相電壓的大小確定發生單相接地故障的故障相；

注入電流確定模塊，用于向發生單相接地故障的配電網中注入初始電流，獲取所述故障相的相電壓和所述中性點電壓，通過雙閉環控制方法，確定最佳的注入電流；

有源消弧模塊，用于將所述最佳的注入電流注入所述發生單相接地故障的配電網中，實現瞬時單相接地故障的消弧。