[發明專利]一種配網電壓源型分布式電源的故障分析方法及系統

有效

• 申請號: 202110255289.1
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113030643B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 孫良志;于浩善;宋慶;賈玭;韓廣瑞;蔣立瀟;李敬東;孫凱;任鵬飛;苑源
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司聊城供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.一種配網電壓源型分布式電源的故障分析方法，其特征是，包括：

建立電力電子變換器的有向圖，基于有向圖比較電力電子變換器正常工作和各種故障狀態下的工作路徑，進行電力電子變換器結構性故障定位；

故障定位之后，根據低電壓穿越策略比較不同故障條件下的短路響應，計算在不同故障期間的短路電流穿越電力電子變換器的端電壓和通斷時間，得到穿越時間與電力電子變換器短路電流的關系；

得到穿越時間與電力電子變換器短路電流的關系之后，結合低電壓穿越策略的分析，針對電力電子變換器的序列電流與序列網絡之間的相互作用，以及穿越時間和順序電流控制，確定多電力電子變換器配電網的短路電流；

其中，電力電子變換器故障節點發生單相接地故障時，電力電子變換器的端電壓為：

U^-＝U_F-U⁺+(Z_1m+Z_1n+Z_0n)(I⁺+I^-)；

其中，Z_1m、Z_2m、Z_0m為系統序阻抗，Z_1n、Z_2n、Z_0n為對端電源系統序阻抗；

根據電力電子變換器的初始端電壓和電路控制，得到短路電流的序列分量：

其中，U⁺_si和U^-_si分別為第i個電力電子變換器的終端電壓，i＝1,2，…，n；

因電力電子變換器并網饋線的線路阻抗很小，故障點到并網點之間各序電壓分量幾乎處處相等,將電網側等效為故障分量復合序網來分析故障特性；

(a)單相接地故障：

(b)BC兩相接地故障：

(c)BC兩相短路故障：

U_f1、U_f2、U_f0是電力電子變換器中的端電壓，I_f1、I_f2、I_f0為短路電流的正負序分量；

考慮到綜合負荷的功率電壓靜特性及其不平衡，其單相潮流模型采用傳統的二項式模型為：

分析整合配電網中電流控制的三相電力電子變換器的故障，考慮電力電子變換器的序列電流與序列網絡之間的相互作用；

將不平衡的配電網用基礎相組件建模，采用序分量法將故障網絡分解為序列網絡，獲得短路電流的序列分量，并將其進行短路迭代計算，所計算的序電流用于不對稱故障下的保護和控制。

2.如權利要求1所述的一種配網電壓源型分布式電源的故障分析方法，其特征是，建立電力電子變換器的有向圖的方式為：將電力電子變換器的拓撲圖轉換為有向圖，基于有向圖找到正常工作路徑后，再根據故障類型求出鄰接矩陣，利用鄰接矩陣得到故障時的工作路徑，與正常工作路徑進行比較后，得到特征電量的變化情況，從而獲得故障診斷的判據。

3.如權利要求1所述的一種配網電壓源型分布式電源的故障分析方法，其特征是，電力電子變換器結構性故障定位之后，建立電力電子變換器正、負序分量的等效電源模型，進行故障分析。

4.如權利要求1所述的一種配網電壓源型分布式電源的故障分析方法，其特征是，進行故障分析時，在非對稱電網故障中通過向序網絡注入正負序電流，以此作為動態電流源來控制消除電網電壓的零序分量。

5.如權利要求1所述的一種配網電壓源型分布式電源的故障分析方法，其特征是，針對電力電子變換器正、負序分量的等效電源模型的求解，由于電力電子變換器的短路電流與端電壓之間存在非線性耦合關系，而該耦合關系依賴于電力電子變換器的電流控制，采用迭代法來求解電力電子變換器的電流控制。