[發明專利]一種用于配電網的能饋型柔性接地裝置、故障消弧方法及其直流側電壓控制方法和系統

在審

• 申請號: 201710958147.5
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107482607A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 王文;顏靈杰;馬明文;汪發良
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: H02H9/08
• 分類號: H02H9/08;H02H1/00;H02M7/12
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 龔燕妮

1.一種用于配電網的能饋型柔性接地裝置，其特征在于，包括三相PWM整流器、直流側電容器、單相全橋逆變器、輸出LC濾波器和單相注入變壓器；

所述單相全橋逆變器的交流側經LC濾波器后接于單相注入變壓器低壓側，單相注入變壓器高壓側接于配電網10kV系統的中性點；

所述單相全橋逆變器的直流側與并聯在三相PWM整流器直流側的電容器相并聯，所述三相PWM整流器的交流側連接于接地變壓器副邊，所述接地變壓器原邊連接配電網10kV系統的中性點。

2.一種基于能饋型柔性接地裝置的配電網故障消弧方法，其特征在于，在配電網發生單相接地故障時，利用權1所述的用于配電網的能饋型柔性接地裝置向配電網10kV系統的中性點依次注入幅值可控的阻性電流和幅值相位可控的感性電流，識別故障饋線和消除瞬時接地故障電弧；

向配電網10kV系統的中性點注入幅值可控的阻性電流，使系統等效運行于小電阻接地模式時，測量并比較各條饋線的零序電流幅值大小，識別出零序電流幅值最大的饋線為故障饋線；

向配電網10kV系統的中性點注入幅值相位可控的感性電流，使系統等效運行于諧振接地模式時，完全補償配電網電容電流，消除瞬時接地故障電弧。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述向配電網10kV系統的中性點注入幅值可控的阻性電流按以下公式計算獲得：

其中，表示配電網10kV系統的中性點電壓，R_e表示配電網10kV系統的中性點等效接地電阻，G_e表示配電網10kV系統的中性點等效接地電導。

所述向配電網10kV系統的中性點注入幅值相位可控的感性電流按以下公式計算獲得：

其中，ω₀表示基波頻率，L_e表示配電網10kV系統的中性點等效接地電感，C_Σ表示配電網10kV系統的三相對地電容之和，C_S表示配電網10kV系統的單相對地電容。

4.一種基于配電網的能饋型柔性接地裝置直流側的電壓控制方法，其特征在于，采用權1所述的用于配電網的能饋型柔性接地裝置，包括以下步驟：

步驟1：將實時采集三相PWM整流器直流側并聯的電容電壓，作為三相PWM整流器的電壓控制的反饋信號；

步驟2：將三相PWM整流器的電壓控制的反饋信號與給定參考電壓信號的電壓差值作為電壓誤差信號，對電壓誤差信號進行比例積分調節和限幅調節得到有功電流的參考信號；

步驟3：將該有功電流參考信號作為同步旋轉坐標系(d，q，0)的q軸分量，d軸和0軸分量設為0，通過同步旋轉坐標系(d，q，0)到三相靜止對稱坐標系(a，b，c)變換得到a、b、c三相輸入電流參考信號；

步驟4：將實時采集的配電網a、b、c三相輸入電流作為三相PWM整流器電流控制的反饋信號，并分別與所得三相輸入電流的參考信號作比較得到相應的三相輸入電流誤差信號；

步驟5：對三相輸入電流誤差信號依次進行比例積分調節和限幅調節分別得到a、b、c三相的調制波信號，以a、b、c三相的調制波信號經脈沖寬度調節分別產生三相PWM整流器a、b、c三相上下橋臂的開關控制信號，實現三相PWM整流器直流側電壓的恒定控制。