[發明專利]基于有源逆變分相注入的中性點電壓抑制與電壓消弧方法與系統

有效

• 申請號: 202010181097.6
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111431161B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 陳曉剛;梁洪湘;陳識微;喻錕;郎宏飛;曾祥君;楊海娟;陳柏宇
• 申請（專利權）人: 杭州電力設備制造有限公司;長沙理工大學;杭州電力設備制造有限公司富陽容大成套電氣制造分公司;國網浙江杭州市富陽區供電有限公司
• 主分類號: H02H9/08
• 分類號: H02H9/08;H02H9/04
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 龔燕妮

1.一種基于有源逆變分相注入的中性點電壓抑制與電壓消弧方法，其特征在于，首先，在配電網三相線路首端分別設置有源逆變裝置；其次，通過監測配電網中性點位移電壓和配電網系統阻尼率，判斷配電網中性點位移電壓是否超過整定值，若超過，則繼續判斷配電網系統阻尼率，否則，繼續監測配電網中性點位移電壓和配電網系統阻尼率；當配電網系統阻尼率變化量超過設定變化量，或者配電網阻尼率超過阻尼率上限設定值時，判斷為配電網出現單相接地故障，則利用有源逆變裝置向配電網注入零序電流，直到故障相電壓為0，抑制故障相電壓為0，實現電壓消弧；否則，判斷為配電網出現三相不平衡，利用有源逆變裝置向配電網系統注入零序電流，抑制配電網中性點位移電壓為0，實現中性點電壓抑制；

配電網三相線路首端分別設置的有源逆變裝置具備單相注入、兩相注入、三相注入三種方式注入零序電流。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，當出現單相接地故障，利用有源逆變裝置向配電網注入零序電流時，有源逆變裝置向配電網注入的零序電流按以下公式計算獲得：

式中，分別為故障相、滯后相以及超前相的電源電動勢；Z₀為配電網中性點對地阻抗；g_v、g_w分別為滯后相以及超前相線路對地泄漏電導；c_v、c_w分別為滯后相以及超前相線路對地分布電容；分別為掛接在故障相、滯后相以及超前相的有源逆變裝置向配電網注入的零序電流。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，利用有源逆變裝置向配電網采用單相注入的方式注入零序電流，所注入的零序電流按以下公式計算獲得：

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，利用有源逆變裝置向配電網采用兩相注入的方式注入零序電流，各分相所注入的零序電流按以下公式計算獲得：

5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，利用有源逆變裝置向配電網采用三相共同注入的方式注入零序電流，各分相所注入的零序電流按以下公式計算獲得：

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，當配電網出現由于三相線路對地參數不相等而導致中性點電壓發生偏移的情況時，利用有源逆變裝置向配電網系統注入零序電流，有源逆變裝置的注入電流按以下公式計算獲得：

式中，分別為A、B、C三相的電源電動勢；g_A、g_B、g_C分別為A、B、C三相線路對地泄漏電導；c_A、c_B、c_C分別為A、B、C三相線路對地分布電容；分別為掛接在A、B、C三相的有源逆變裝置向配電網注入的零序電流。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，利用有源逆變裝置向配電網采用單相注入的方式注入零序電流，所注入的零序電流按以下公式計算獲得：

8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，利用有源逆變裝置向配電網采用兩相注入的方式注入零序電流，各相所注入的零序電流按以下公式計算獲得：

9.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，利用有源逆變裝置向配電網采用三相注入的方式注入零序電流，各相所注入的零序電流按以下公式計算獲得：

10.一種基于有源逆變分相注入的中性點電壓抑制與電壓消弧系統，其特征在于，包括：

有源逆變裝置，設置在配電網三相線路首端；具備單相注入、兩相注入、三相注入三種方式注入零序電流；

配電網數據采集與監測單元，用于采集與監測配電網中性點位移電壓和配電網系統阻尼率；

配電網狀態辨識基礎單元，判斷配電網中性點位移電壓是否超過整定值，若超過，則繼續判斷配電網系統阻尼率，否則，繼續調用配電網數據采集與監測單元，監測配電網中性點位移電壓和配電網系統阻尼率；

故障相與配電網不平衡判斷單元，當配電網系統阻尼率變化量超過設定變化量，或者配電網阻尼率超過阻尼率上限設定值時，判斷為配電網出現單相接地故障，否則，判斷為配電網出現三相不平衡；

電壓消弧單元，用于利用有源逆變裝置向配電網注入零序電流，直到故障相電壓為0，抑制故障相電壓為0，實現電壓消弧；

配電網不平衡調節與中性點電壓抑制單元，用于利用有源逆變裝置向配電網系統注入零序電流，抑制配電網中性點位移電壓為0，實現中性點電壓抑制。