[發明專利]一種互聯配電網單相接地故障集成化消弧方法

在審

• 申請號: 202111571403.8
• 申請日: 2021-12-21
• 公開（公告）號: CN114221320A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 郭謀發;張彬隆;鄭澤胤
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H02H9/08
• 分類號: H02H9/08;H02J3/38
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳鼎桂;蔡學俊

1.一種互聯配電網單相接地故障集成化消弧方法，其特征在于，提供一種零軸分量完全可控的柔性互聯設備，包括以下步驟：

步驟S1:互聯配電網正常運行時，將柔性互聯設備每個并網端口的零軸分量均控制為零，阻隔互聯配電網之間的零序通路；

互聯配電網發生單相接地故障時，控制柔性互聯設備故障配電網側的并網端口零軸分量為故障電流全補償值；

互聯的多個配電網均發生單相接地故障時，同時控制柔性互聯設備各個故障配電網側的并網端口零軸分量為各自對應的故障電流全補償值；

步驟S2:控制柔性互聯設備各并網端口的dq軸分量，實現互聯配電網之間的有功功率和無功功率交互；

步驟S3:利用零軸分量與dq軸分量相互解耦的關系，實現柔性互聯設備零軸分量與dq軸分量的協同控制，在互聯配電網正常運行時，阻隔互聯配電網之間的零序通路，同時實現功率交互，對互聯配電網進行調控；在互聯配電網發生單相接地故障時，同時實現接地故障消弧與功率交互，抑制接地故障的同時為故障區段下游負荷進行功率全補償，若一段時間后故障未消失，切除故障區段線路。

2.根據權利要求1所述的一種互聯配電網單相接地故障集成化消弧方法，其特征在于，所述零軸分量完全可控的柔性互聯設備采用對稱的背靠背式MMC為拓撲結構的多端口柔性互聯設備，所述MMC采用半橋型子模塊和全橋型子模塊混合級聯的形式，并網端口處均不連接換流變壓器，直流側經串聯電容中點接地。

3.根據權利要求2所述的一種互聯配電網單相接地故障集成化消弧方法，其特征在于，所述互聯配電網正常運行時，將柔性互聯設備每個并網端口的零軸分量均控制為零，即控制各并網端口零軸電流為i_Zn＝0，阻隔互聯配電網之間的零序通路，預防突發性接地故障影響到互聯配電網，實現接地故障預隔離，其中，n＝1,2…m為各并網端口序號。

4.根據權利要求2所述的一種互聯配電網單相接地故障集成化消弧方法，其特征在于，所述互聯配電網發生單相接地故障時，控制柔性互聯設備故障配電網側的并網端口零軸分量為故障電流全補償值，實現配電網單相接地故障消弧，具體為：

根據基爾霍夫電流定律，故障電流全補償值由故障配電網的故障相電源電壓e_Xn與配電網對地參數r_n和c_n計算得到，即

其中，n為故障配電網序號，X為故障相序。

5.根據權利要求2所述的一種互聯配電網單相接地故障集成化消弧方法，其特征在于，所述多個配電網均發生接地故障時，根據各個故障配電網的故障相電源電壓e_Xn與配電網對地參數r_n和c_n計算出各自對應的并網端口零軸分量參考值，即

其中，變量n為各故障配電網序號，同時控制柔性互聯設備各個故障配電網側的并網端口零軸分量為各自對應計算的參考值，實現互聯配電網多重接地故障消弧。

6.根據權利要求1所述的一種互聯配電網單相接地故障集成化消弧方法，其特征在于，所述步驟S2具體為:在旋轉坐標系下，將瞬時功率參考值代入配電網正常運行和接地故障時的dq軸參考電流計算公式，即

其中，u_dn和u_qn分別為多端口柔性互聯設備各個并網端口三相電壓在旋轉坐標系下的量，p_nref和q_nref分別為有功功率和無功功率參考值。

同時應保證互聯配電網之間交互的功率之和為零，即滿足功率守恒定律,控制柔性互聯設備各個并網端口的dq軸分量為各自對應計算的參考值，實現互聯配電網之間的有功功率和無功功率交互。