[發(fā)明專利]一種適應(yīng)于交流微網(wǎng)中接地故障的限流方法

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• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號(hào): CN112086953A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耿少博;李永麗;趙自剛;李濤;陳曉龍;任江波;常風(fēng)然;曹磊;劉海峰;朱俊棟;唐寶峰
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)河北省電力有限公司;天津大學(xué);國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): H02H9/08
• 分類號(hào): H02H9/08;H02J3/00
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 李晶

本發(fā)明涉及一種適應(yīng)于交流微網(wǎng)中接地故障的限流方法，包括以下步驟：S1：改進(jìn)下垂控制最優(yōu)參數(shù)設(shè)計(jì)：根據(jù)含washout濾波器的下垂控制傳遞函數(shù)方程，構(gòu)建Bode圖和仿真對比選取最優(yōu)參數(shù)；S2：改進(jìn)瞬時(shí)功率理論：基于傳統(tǒng)瞬時(shí)功率理論只適應(yīng)于單相接地故障，構(gòu)建含兩倍額定電流限幅環(huán)節(jié)的瞬時(shí)功率理論，可適應(yīng)于兩相和三相接地故障；S3：電壓、電流雙環(huán)控制：利用準(zhǔn)PR控制器的無靜差跟蹤性能，外環(huán)使用準(zhǔn)PR控制實(shí)現(xiàn)參考電壓的準(zhǔn)確跟蹤；針對傳統(tǒng)無源控制受參數(shù)擾動(dòng)影響較大，內(nèi)環(huán)采用改進(jìn)無源控制實(shí)現(xiàn)濾波電感電流的準(zhǔn)確跟蹤，結(jié)合SPWM調(diào)制算法，對微網(wǎng)中的變換器進(jìn)行電壓、電流控制。與現(xiàn)有技術(shù)對比，本發(fā)明具有故障電流不對稱度較好、故障恢復(fù)速度快等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微網(wǎng)限流控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適應(yīng)于交流微網(wǎng)中接地故障的限流控制方法。

背景技術(shù)

近些年，基于可再生能源的分布式發(fā)電系統(tǒng)對全球能源生產(chǎn)總量的貢獻(xiàn)越來越大。其中，風(fēng)力和光伏發(fā)電被視為可靠的能源，應(yīng)該進(jìn)一步開發(fā)，以實(shí)現(xiàn)最大效率和克服世界日益增長的電力需求。分布式電源的運(yùn)行模式主要有兩種，一種是孤島運(yùn)行，另一種是并網(wǎng)運(yùn)行。無論哪種運(yùn)行模式，大多數(shù)研究者關(guān)注的都是電能質(zhì)量和電壓調(diào)節(jié)。然而，隨著光伏和風(fēng)力發(fā)電占比等增加，分布式發(fā)電系統(tǒng)存在的技術(shù)問題越來越突出。以2019年8月9日起源于英格蘭中東部和東北部海域并最終于導(dǎo)致英格蘭和威爾士大部分地區(qū)停電的“大停電”事故為例。根據(jù)英國電力公司提供的技術(shù)報(bào)告，該事故的直接原因是燃?xì)廨啓C(jī)和風(fēng)力渦輪機(jī)連續(xù)跳閘造成系統(tǒng)大功率不足，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的頻率，觸發(fā)低頻負(fù)荷脫落裝置，最終導(dǎo)致該地區(qū)部分停電；間接原因是大規(guī)模的風(fēng)電機(jī)組因過流保護(hù)問題出現(xiàn)大規(guī)模停機(jī)。因此，研究分布式發(fā)電系統(tǒng)的過流問題至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種故障電流不對稱度較好、穩(wěn)態(tài)電流諧波低、抗參數(shù)擾動(dòng)能力強(qiáng)以及故障恢復(fù)速度快的適應(yīng)于交流微網(wǎng)中接地故障的限流方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種適應(yīng)于交流微網(wǎng)中接地故障的限流方法，該方法包括以下步驟：

S1：根據(jù)含washout濾波器的下垂控制傳遞函數(shù)方程，構(gòu)建Bode圖和仿真對比，選取最優(yōu)參數(shù)，得到優(yōu)化后的參考電壓；

S2：基于傳統(tǒng)瞬時(shí)功率模型構(gòu)建含兩倍額定電流限幅的瞬時(shí)功率模型，并結(jié)合S1中得到優(yōu)化后的參考電壓生成相應(yīng)的網(wǎng)側(cè)參考電流；

S3：利用準(zhǔn)PR雙環(huán)控制器的無靜差跟蹤性能，外環(huán)使用準(zhǔn)PR雙環(huán)控制器控制實(shí)現(xiàn)對優(yōu)化后參考電壓進(jìn)行跟蹤；

由得到的網(wǎng)側(cè)參考電流得到濾波電感電流，并通過內(nèi)環(huán)采用改進(jìn)無源控制的控制率函數(shù)實(shí)現(xiàn)對濾波電感電流的跟蹤，結(jié)合SPWM調(diào)制算法，對微網(wǎng)中的變換器進(jìn)行電壓、電流控制。

而且，所述根據(jù)含washout濾波器的下垂控制傳遞函數(shù)方程，構(gòu)建Bode 圖和仿真對比，選取最優(yōu)參數(shù)，得到優(yōu)化后的參考電壓的方法為：

1)構(gòu)建含washout濾波器的下垂控制傳遞函數(shù)方程的Bode圖，利用控制變量法研究下垂因子、電壓和頻率因子對washout濾波器性能的影響；

2)利用仿真對比，驗(yàn)證上述理論分析的下垂因子、電壓和頻率因子對 washout濾波器的影響，并選取最優(yōu)參數(shù)，得到優(yōu)化后的參考電壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種適應(yīng)于交流微網(wǎng)中接地故障的限流方法，其特征在于，所述含washout濾波器的下垂控制傳遞函數(shù)方程為：