[发明专利]基于双闭环控制的配电网故障有源电压消弧方法及装置

权利要求书

1.一种基于双闭环控制的配电网故障有源电压消弧方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

采集配电网的三相电压和中性点电压，根据所述三相电压和所述中性点电压的关系，判断所述配电网是否发生单相接地故障；

如果所述配电网发生单相接地故障，则根据所述三相电压的大小确定发生单相接地故障的故障相；

向发生单相接地故障的配电网中注入初始电流，获取所述故障相的相电压和所述中性点电压，通过双闭环控制方法，确定最佳的注入电流；

将所述最佳的注入电流注入所述发生单相接地故障的配电网中，实现瞬时单相接地故障的消弧。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据三相电压和所述中性点电压的关系，判断所述配电网是否发生单相接地故障的步骤，包括以下步骤：

如果所述中性点电压大于所述三相电压的15％，判断所述配电网发生单相接地故障；

如果所述中性点电压小于或等于所述三相电压的15％，判断所述配电网未发生单相接地故障。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据三相电压的大小确定发生单相接地故障的故障相的过程，包括：

通过比较三相电压的值的大小，确定相电压为最小值的相为发生单相接地故障的故障相。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双闭环控制方法，包括以下步骤：

获取所述故障相的电压和中性点电压，以所述中性点电压作为参考电压，利用电压闭环控制方法，控制所述故障相的电压与所述参考电压相等，输出当前电流值；其中，所述故障相的电压与所述参考电压的幅值相等，相位相反；

向发生单相接地故障的配电网中注入初始电流，将所述当前电流值作为参考电流，利用电流内环控制方法，控制所述初始电流与所述参考电流相等，将控制后的初始电流作为最佳的注入电流。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电压外环控制方法，包括以下步骤：

根据所述故障相的电压，得到故障相电压相反数，以所述中性点电压作为参考电压，实时比较所述故障相电压相反数与所述参考电压的差值；

通过电压负反馈调节，使所述故障相电压相反数逼近所述参考电压；

经过比例积分传递函数，使所述故障相电压相反数与所述参考电压相等，得到相等时的当前电流值；

输出所述当前电流值。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电流内环控制方法，包括以下步骤：

根据所述初始电流，以所述当前电流值作为参考电流，通过一次传递函数的过程，得到注入电流的初值；

通过电流负反馈调节，将所述注入电流的初值反馈至所述初始电流进行比较，通过数次传递函数的过程，控制所述注入电流的初值与所述参考电流相等；其中，所述注入电流的初值与所述参考电流的幅值相等，相位相反；

通过比较和计算，得到控制后的注入电流的初值，即为最佳的注入电流。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将最佳的注入电流注入所述发生单相接地故障的配电网中，实现瞬时单相接地故障的消弧的过程，包括：

将所述最佳的注入电流注入发生单相接地故障的配电网中，使所述故障相的电压和电流分别抑制到零，补偿所述配电网的无功电流分量、有功电流分量和谐波分量，实现瞬时单相接地故障的消弧。

8.一种基于双闭环控制的配电网故障有源电压消弧装置，其特征在于，包括：

采样判断模块，用于采集配电网的三相电压和中性点电压，根据所述三相电压和所述中性点电压的关系，判断所述配电网是否发生单相接地故障；

数据处理模块，用于如果所述配电网发生单相接地故障，则根据所述三相电压的大小确定发生单相接地故障的故障相；

注入电流确定模块，用于向发生单相接地故障的配电网中注入初始电流，获取所述故障相的相电压和所述中性点电压，通过双闭环控制方法，确定最佳的注入电流；

有源消弧模块，用于将所述最佳的注入电流注入所述发生单相接地故障的配电网中，实现瞬时单相接地故障的消弧。