[发明专利]中压配电网铁磁谐振辨识与抑制的系统和方法

权利要求书

1.一种中压配电网铁磁谐振辨识与抑制的系统，其特征是：包括在所述中压配电网中性点与地之间安装的有源逆变装置，以及由依次连接的检测电路、闭环控制器和驱动电路组成的有源逆变装置零序电压双闭环控制装置，所述的检测电路外接并检测中压配电网中性点的电流u₀和电压I₀，驱动电路直接驱动所述的有源逆变装置。

2.根据权利要求1所述的中压配电网铁磁谐振辨识与抑制的系统，其特征是：所述的闭环控制器为依次连接的第一加法器、PI控制器、第二加法器和滞环控制器，第一加法器输入初始信号0和中压配电网中性点的电流u₀、第二加法器输入PI控制器和有源逆变装置的输出信号。

3.一种采用如权利要求1或2所述的系统进行中压配电网铁磁谐振辨识与抑制的方法，其特征是包括以下步骤：

S1实时监测中压配电网母线零序电压：当零序电压小于10％额定相电压时无需采用抑制措施，返回本步骤开始持续监测；当零序电压大于10％额定相电压时进入下一步骤；

S2对零序电压进行频谱分析：

当零序电压信号中10～40Hz频带分量的含量超过50％时，判断中压配电网发生低频铁磁谐振；

当零序电压信号中90～260Hz频带分量的含量超过50％时，判断中压配电网发生高频铁磁谐振；

若中压配电网不发生低频铁磁谐振和高频铁磁谐振，则通过有源逆变装置向中压配电网注入角速度为ω_Z的零序测量电流信号，计算中压配电网零序导纳为：Y₀＝g+jB；当电导g是中压配电网正常运行电导的0.8倍至1.2倍之间、且电纳B小于中压配电网正常运行电纳的0.5倍时，判断中压配电网发生工频铁磁谐振；

S3当判断低频、高频或工频铁磁谐振发生时，有源逆变装置向中压配电网分别注入相应频率的零序电流信号，并跟踪零序电压实时改变注入电流的大小和方向，直至零序电压为零，抑制铁磁谐振，强迫中压配电网脱离铁磁谐振状态；

否则，进行其他故障处理；

S4停止注入零序电流，使中压配电网回归到正常运行状态。

4.根据权利要求3所述的中压配电网铁磁谐振辨识与抑制的方法，其特征是：所述的步骤S3中跟踪零序电压实时改变注入零序电流的大小和方向的方法为：

采用零序电压外环、注入电流内环的双闭环控制方法，电压外环给定量为零，电压偏差经PI控制器调节后作为注入电流内环的给定信号，注入电流偏差经滞环控制器调节后产生IGBT触发脉冲。

5.根据权利要求4所述的中压配电网铁磁谐振辨识与抑制的方法，其特征是：所述的注入零序电流的大小和方向确定方法为：

设中压配电网三相对地参数对称，E₁、E₂、E₃分别为中压配电网A、B、C三相电源电压，r₀为中压配电网单相对地的泄漏电阻，C₀为中压配电网单相对地电容，u₀为零序电压，为注入电流，L_A、L_B、L_C为互感器的励磁电感；

将互感器高压侧励磁电流写成的形式，为磁通，设高低压侧的绕组匝数分别为n₁，n₂，

三相绕组可写成：

式中，i_a、i_b、i_c为三相励磁电流；

根据基尔霍夫定律有：

C0(dE1dt+dE2dt+dE3dt)+i1+i2+i3+1r0(E1+E2+E3)=Ii;]]>

考虑到E₁+E₂+E₃＝3u₀，整理后得：

由n2n1u0=i0×R0,]]>上式变为：

令R′=n12Rr09n22r0+3n12R,]]>

最后得：

由上式可知，u₀、I_i表现为函数关系，即u₀＝F(I_i)，改变注入零序电流值，u₀将随之变化；

也即：注入强迫u₀为零的零序电流值，可根本上避免非线性电感元件进入饱和状态，抑制铁磁谐振发生。