[發(fā)明專利]一種配網(wǎng)電壓源型分布式電源的故障分析方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110255289.1
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113030643B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)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(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司;國家電網(wǎng)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(chǎn)權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

本公開提出了一種配網(wǎng)電壓源型分布式電源的故障分析方法及系統(tǒng)，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(tài)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(jù)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。本公開基于有向圖論進行電力電子變換器結構性故障診斷，通過鄰接矩陣可以直接比較故障前后特征電量的變化情況，簡單直觀，自動化程度高，可以達到故障診斷的目的，并且可以推廣到其他電力電子變換器的故障診斷。

技術領域

本公開屬于配電網(wǎng)故障分析技術領域，尤其涉及一種配網(wǎng)電壓源型分布式電源的故障分析方法及系統(tǒng)。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

電壓源型三相變換器結構的分布式電源，包括光伏、燃料電池、風能和渦輪機，應用廣泛。電力電子變換器的基本控制模式可分為電壓控制和電流控制，而電力電子變換器的短路電流，主要取決于作為電流源的控制策略。

假設電網(wǎng)故障前后輸出功率恒定，基于此建立了電流控制的三相電力電子變換器框架電流源模型，用于短路計算，現(xiàn)基于序列組件框架對電力電子變換器進行建模，建立一個由電流控制的三相電力電子變換器提供無功支持的等效電源模型，能夠注入負序電流，在非對稱電網(wǎng)故障期間提高其輸出性能。

基于序分量的故障分析的優(yōu)點是，可以將序網(wǎng)絡分解為三相解耦的分布式網(wǎng)絡。與其他方法相比，序分量法可以簡化短路電流計算，并通過并行處理來解決序網(wǎng)絡間的耦合問題。在非對稱故障下，短路電流的序分量可用于對電力電子變換器的保護和控制。

本公開發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，注入的短路電流負序分量可以抑制電力電子變換器的直流電壓和功率波動，確保其安全運行。在配電網(wǎng)故障期間所提出的正序和負序電流的統(tǒng)一公式來調(diào)整電力電子變換器控制方法，并沒有考慮電力電子變換器的序電流與序網(wǎng)絡之間的相互作用，不能為多電力電子變換器配電網(wǎng)的短路電流提供解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述現(xiàn)有技術的不足，本公開提供了一種配網(wǎng)電壓源型分布式電源的故障分析方法，解決不平衡配電網(wǎng)的序網(wǎng)絡間的相互耦合問題。

為實現(xiàn)上述目的，本公開的一個或多個實施例提供了如下技術方案：

第一方面，公開了一種配網(wǎng)電壓源型分布式電源的故障分析方法，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(tài)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(jù)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。

進一步的技術方案，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(jù)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(jù)。

進一步的技術方案，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。

進一步的技術方案，進行故障分析時，在非對稱電網(wǎng)故障中通過向序網(wǎng)絡注入正負序電流，以此作為動態(tài)電流源來控制消除電網(wǎng)電壓的零序分量。

進一步的技術方案，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(wǎng)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(wǎng)的短路電流。