[發明專利]一種新型微網故障的限流方法

有效

• 申請號: 201811198145.1
• 申請日: 2018-10-15
• 公開（公告）號: CN109462251B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 程啟明;程尹曼;魏霖;王玉嬌;沈磊
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02H9/02
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙繼明

本發明涉及一種新型微網故障的限流方法，包括以下步驟：步驟1：根據droop控制的分布式發電(Distributed Generator，DG)變換器的電壓電流雙環比例諧振(Proportional Resonance，PR)控制器模型，推導得到濾波電感電流的參考值、DG單元輸出的電流及電壓之間關系式；步驟2：設定濾波電容和電壓電流雙環PR控制器參數，使DG單元的輸出電流跟蹤濾波電感電流的參考值；步驟3：設定限流閾值，當DG單元輸出電流中某相電流有效值大于限流閾值時，通過改變電壓電流PR雙環控制器中電流內環的濾波電感電流的參考值進行限流。與現有技術相比，本發明能將故障電流限制2倍電流額定值附近，且不受短路類型、故障電阻和故障時刻的影響等優點。

技術領域

本發明涉及微電網繼電保護技術領域，尤其是涉及一種新型微網故障的限流方法。

背景技術

隨著分布式電源(Distributed Generator,DG)滲透率的提高，越來越多的DG以微網的形式接入，而微網的DG多以電力電子器件為主，其過流能力有限，因此，為了保護微網中相關電力電子器件不因短路電流而損壞和提高故障期間微網輸出的電能質量，對微網限流能力進行研究具有重要意義。

對于微網限流策略，采用故障限流器(Fault Current Limiter,FCL)是一種常用的方法。雖然FCL具備良好的限流性能，但其設備復雜且價格昂貴，因此，很多文獻從DG的控制系統出發來研究限流方法。

在微網運行控制方法中，下垂(droop)控制能夠輸出穩定的電壓、頻率以及輸出功率的平衡，它無需DG間通信協調，適用于并網和孤網兩種運行模式，因而它成為研究的熱點。然而，微網中發生短路故障時，若不采取限流方法，DG輸出電流(i₀)將超出其額定電流值(i_E)的2倍，這將對電力電子器件造成嚴重損壞，影響微網正常運行，而目前droop控制方法中很少考慮限流環節。此外，盡管有人采用了改變電壓電流雙環控制中的電流內環的參考電流來進行限流，但僅關注了濾波電感電流(i_L)與其參考值之間關系，并未研究短路時和DG輸出電壓(u₀)對i₀影響，這將造成在發生不同類型的短路故障時，i₀仍會超過i_E的2倍。

因此，現有技術方法還沒有解決下面兩個問題，即：①如何使基于droop控制DG輸出的故障電流減小；②如何使基于droop控制DG輸出的故障電流不受故障類型、故障電阻等因素影響。

發明內容

本發明的目的就是為了解決故障電流大和故障電流隨故障類型變化這兩個問題而提供一種理論先進、不受影響的新型微網故障的限流方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種新型微網故障的限流方法，包括以下步驟：

步驟1：根據droop控制的分布式發電DG變換器的電壓電流雙環比例諧振PR控制器模型，推導得到濾波電感電流的參考值、DG輸出的電流及電壓之間關系式；

步驟2：設定濾波電容和電壓電流雙環PR控制器參數，使DG輸出的電流跟蹤濾波電感電流的參考值；

步驟3：設定限流閾值，當DG輸出電流中某相電流有效值大于限流閾值時，通過改變電壓電流PR雙環控制器中電流內環的濾波電感電流的參考值進行限流。

優選地，所述步驟1中的濾波電感電流的參考值DG輸出電流i₀及電壓u₀之間關系式為：