[發(fā)明專利]一種基于主從控制的配電網(wǎng)接地故障柔性分散消弧方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110458687.3
• 申請(qǐng)日: 2021-04-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113178854A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭謀發(fā);蔡文強(qiáng);張彬隆;高偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): H02H9/08
• 分類號(hào): H02H9/08;H02J3/18;H02J3/26;G01R31/08;G01R31/52;G01R31/58
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學(xué)俊

1.一種基于主從控制的配電網(wǎng)接地故障柔性分散消弧方法，其特征在于，應(yīng)用主消弧裝置和分散安裝的從消弧裝置；其中，從消弧裝置利用測(cè)量的零序電壓計(jì)算并跟蹤給定電流值，無(wú)需進(jìn)行故障選相，可就近補(bǔ)償接地電流；主消弧裝置通過(guò)向配電網(wǎng)注入電流，主動(dòng)調(diào)控中性點(diǎn)電壓，計(jì)算可抑制故障點(diǎn)電壓、電流為零的故障線路等效電源電壓值，作為給定電壓參考值；所述主消弧裝置與從消弧裝置無(wú)需實(shí)時(shí)通信，可動(dòng)態(tài)補(bǔ)償從消弧裝置剩余的補(bǔ)償量，且消弧效果不受線路阻抗和負(fù)荷電流影響。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于主從控制的配電網(wǎng)接地故障柔性分散消弧方法，其特征在于，該方法具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

步驟S1、配電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，主消弧裝置實(shí)時(shí)測(cè)量母線處三相電壓和中性點(diǎn)電壓，用以判斷是否發(fā)生單相接地故障；主消弧裝置每隔一段時(shí)間，通過(guò)向配電網(wǎng)注入電流，主動(dòng)調(diào)控中性點(diǎn)電壓，并計(jì)算配電網(wǎng)等效對(duì)地參數(shù)；從消弧裝置利用測(cè)量的零序電壓計(jì)算并跟蹤給定電流值；

步驟S2、配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，主消弧裝置調(diào)控中性點(diǎn)電壓，采集中性點(diǎn)電壓和主消弧裝置注入電流，并計(jì)算可抑制故障點(diǎn)電壓、電流至零的故障線路等效電源電壓，作為主消弧裝置的給定電壓值，從而補(bǔ)償從消弧裝置作用后的接地殘流；從消弧裝置注入電流保持跟蹤給定電流值；

步驟S3、當(dāng)消弧進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，主消弧裝置通過(guò)控制使得中性點(diǎn)電壓逐漸減小至零，采集中性點(diǎn)電壓和主消弧裝置注入電流，并計(jì)算故障線路等效電源電壓；

步驟S4、若故障線路等效電源電壓計(jì)算值小于所設(shè)閾值，表明故障線路中已無(wú)等效電壓源，則判斷單相接地故障消失，主消弧裝置退出運(yùn)行；若故障線路等效電源電壓計(jì)算值大于所設(shè)閾值，表明故障線路中仍然存在等效電壓源，則判斷單相接地故障未消失；主消弧裝置繼續(xù)工作，并啟動(dòng)選線裝置，隔離故障饋線。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于主從控制的配電網(wǎng)接地故障柔性分散消弧方法，其特征在于，所述步驟S1具體實(shí)現(xiàn)如下：

在配電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，主消弧裝置通過(guò)注入電流主動(dòng)調(diào)控中性點(diǎn)電壓并利用下式計(jì)算配電網(wǎng)等效對(duì)地參數(shù)Y₀：

式(1)中：Y_0L為饋線對(duì)地參數(shù)；Y_Z01、Y_Z02分別為從消弧裝置1、從消弧裝置2等效對(duì)地參數(shù)；為配電網(wǎng)因三相對(duì)地參數(shù)不對(duì)稱引起的零序電壓偏移；

在配電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，從消弧裝置向配電網(wǎng)注入零序電流，其參考值表達(dá)式為：

式(2)中：為從消弧裝置安裝處零序電壓；為從消弧裝置安裝處測(cè)得的因三相對(duì)地參數(shù)不對(duì)稱引起的零序電壓偏移；G₁、C₁為從消弧裝置自身可用于消弧的等效容量參數(shù)；配電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，由于幅值較低，從消弧裝置注入零序電流約等于零，不會(huì)對(duì)配電網(wǎng)零序回路造成負(fù)面影響；而當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，從消弧裝置無(wú)需選相，即可注入零序電流補(bǔ)償接地電流。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種基于主從控制的配電網(wǎng)接地故障柔性分散消弧方法，其特征在于，所述步驟S2具體實(shí)現(xiàn)如下：

在配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，主消弧裝置調(diào)控中性點(diǎn)電壓，采集中性點(diǎn)電壓和主消弧裝置注入電流，并計(jì)算可抑制故障點(diǎn)電壓、電流至零的故障線路等效電源電壓作為主消弧裝置的給定電壓參考值該參考值表達(dá)式為：

式(3)中：分別為主消弧裝置主動(dòng)調(diào)控中性點(diǎn)電壓前的中性點(diǎn)電壓和主消弧裝置注入電流；分別為主消弧裝置主動(dòng)調(diào)控中性點(diǎn)電壓后的中性點(diǎn)電壓和主消弧裝置注入電流；Y₀為配電網(wǎng)等效對(duì)地參數(shù)，其包含饋線對(duì)地參數(shù)，以及各臺(tái)從消弧裝置等效對(duì)地參數(shù)；因此，主消弧裝置無(wú)需與從消弧裝置實(shí)時(shí)通信，即可準(zhǔn)確補(bǔ)償各臺(tái)從消弧裝置剩余的補(bǔ)償量，實(shí)現(xiàn)單相接地故障消弧。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于主從控制的配電網(wǎng)接地故障柔性分散消弧方法，其特征在于，所述從消弧裝置為電流源型消弧裝置或消弧線圈，安裝于線路或用戶側(cè)開(kāi)閉所，電流源型消弧裝置采用柔性電流消弧方法。