[發明專利]一種用于柔性直流配電系統的自適應控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 202010610851.3
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111864705A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 肖小龍;張曉榮;蘇偉;王樹剛;袁棟;楊景剛;史明明;袁宇波;孫秋芹;劉瑞煌;司鑫堯;郭佳豪
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國家電網有限公司;國網江蘇省電力有限公司;湖南大學;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02J3/36
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 顏盈靜

本發明公開了一種用于柔性直流配電系統的自適應控制系統及控制方法，在原有中性點經電阻接地的基礎上，增加一組自適應控制的并聯回路，該回路包括一組高壓并聯開關和可變電阻，開關的投切和電阻值均通過自適應控制模塊實現優化調整，當發生瞬時性單極接地故障時，高壓并聯開關斷開，該接地方式不接入并聯電阻，同時快速消除瞬時性單極故障，保證了供電可靠性，同時并聯電阻的投入也使得故障線路特征明顯，縮短了故障處理時間，提高了系統運行可靠性及準確性。

技術領域

本發明涉及柔性直流配電技術領域，具體地說是一種用于柔性直流配電系統的自適應控制系統及控制方法。

背景技術

柔性直流配電系統的拓撲結構多樣，系統主回路接線方式復雜，含有兩個或多個換流器，換流器中子模塊數目較多，多為幾十甚至上百個子模塊，含有大量的電力電子元件，其開關頻率高，控制方式復雜，且系統多含有交/直流敏感負荷、含分布式電源的交/直流微網及儲能元件，極易發生故障，且直流電網對功率擾動的響應速度極快，比一般交流系統快3個數量級，電壓是反映直流電網功率平衡水平的指標，其響應時間常數一般為數毫秒。系統發生直流線路單極接地故障時，接地極故障電壓幾乎為零，非接地極故障電壓迅速上升至原來的二倍，產生較大的故障電流，由于發生故障時的響應速度快，分析基于自適應控制模式的柔性直流配電系統接地方式配置方法，可有效保障設備及相關工作人員的安全，具有重要的意義。

目前針對柔性直流配電系統的接地方式的研究還比較少，若采用中性點經小電阻接地的方式，當線路發生單相接地故障時，所產生的大電流信號能有效實現斷路器保護的準確動作，快速實現故障線路的隔離，能有效避免線路長時間的過電壓運行，降低絕緣強度，但系統的供電可靠性差；采用中性點經大電阻接地的方式，當線路發生單相接地故障時，產生的電流信號可能會不足以引起保護系統動作，但該方式下系統的供電可靠性強。

因此如何統籌考慮系統的供電可靠性和快速故障隔離以及架空線路和電纜線路等多種情況，提出一種能實現自適應模式的柔性直流配電系統可控電阻接地方式，對提高電網的供電可靠性和運行安全性至關重要。

發明內容

本發明目的：針對上述問題，本發明提出了一種用于柔性直流配電系統的自適應控制系統及控制方法。

技術方案：一種用于柔性直流配電系統的自適應控制系統，所述自適應控制系統與柔性直流配電系統的接地端并聯，該自適應控制系統包括：高壓并聯開關和可變電阻，所述高壓并聯開關的投切和所述可變電阻的電阻值均通過自適應控制模塊進行優化調整；

所述自適應控制模塊包括：

接地判斷模塊，用于對柔性直流配電系統的接地故障進行判斷并發出相應的信號；

跳閘控制和自適應電阻模塊，用于根據接地判斷模塊發出的信號，基于控制策略高壓并聯開關的投切和可變電阻的電阻值進行控制優化。

進一步的，所述柔性直流配電系統通過中性點經電阻進行接地，所述自適應控制系統并聯在電阻兩端。

進一步的，所述接地判斷模塊包括：

采樣子模塊，用于對直流母線正極電壓、直流母線負極電壓和直流母線電流進行采樣，得到對應的采樣信號；

分析判斷子模塊，用于通過分析采樣信號，進行故障類型判斷，并根據故障類型發出相應的信號，所述信號包括異常信號和接地信號。

進一步的，所述控制策略為：在柔性直流配電系統單極接地故障下，持續直流入地電流限制在10A以下，可變電阻的電阻值大于不平衡電壓與相電流允許值的比值。

進一步的，當柔性直流配電系統發生單極瞬時接地故障時，所述跳閘控制和自適應電阻模塊控制可變電阻不接入和通過設定開關延遲閉合時間t_set使故障點電弧熄滅。