[发明专利]一种复杂配电网综合优化装置的直流电阻选取方法及系统

说明书

本发明公开了一种复杂配电网综合优化装置的直流电阻选取方法及系统。本发明的直流电阻选取方法包括：1)构建复杂配电网综合优化装置的正序、负序、零序三序基频等值电路和采样频率下的等值电路；2)构建故障点处配电系统的基频和采样频率下的正序、负序、零序三序等值电路；3)计算得到故障电流与直流电阻之间的关系式；4)确定直流电阻的下限值；5)计算得到故障点采样频率的电流与直流电阻之间的关系式；6)确定直流电阻的上限值；7)根据下限值和上限值以及两者之间的关系，获得直流电阻。本发明选取的直流电阻阻值能够兼顾配电系统有效消弧和准确选线，能够有效提升综合优化装置的控制性能，实现其对消弧线圈的替代作用。

技术领域

本发明属于柔性配电网技术领域，具体涉及一种复杂配电网综合优化装置的直流电阻选取方法及系统。

背景技术

近年来，许多以电力电子技术为基础的新型电气设备出现在供配电系统中，这些非线性负荷具有非线性和冲击性的特性，不仅引起了系统中母线电压和电流波形的畸变，还导致了电网母线电压出现闪变、波动和三相不平衡现象，对供电质量造成了严重污染，影响到电网中电气设备的经济安全运行。电压源型变流器具有优越的控制运行性能，目前已被广泛用作有源滤波器、无功补偿器等，用于优化电能质量，缓解上述问题。

随着配网规模的扩大和电缆线路的增加，配电网的电容电流严重超标，中性点不接地方式已不能满足电网运行的要求。当前，我国10kV配电网很大一部分已采用消弧线圈接地方式以抑制故障电流。但是，由于消弧线圈的补偿作用，稳态时故障线路和非故障线路零序电流的特征可能相同，这极大地增加了故障选线的难度，导致选线不准及误报现象常有发生。同时，传统消弧线圈接地方式不能自动地连续跟随电网参数变化进行最佳调节，不能随时使故障点残流处于最小状态。

直流侧接地形式下的电压源型变流器具备零序电压电流调节能力，充分利用有源滤波器等设备，采用分时调节手段(比如正常运行时，变流器用于滤波优化电能质量，故障时，利用零序电流等控制手段用于消弧选线)，能够使得配电网免去消弧线圈的使用，而只用一个变流器实现有源滤波器和消弧线圈的功能。具备多种功能于一体的电压源型变流器，在此可称为复杂配电网综合优化装置。不仅可以减少设备投资成本，还可以利用变流器零序电流快速调节能力补偿故障电流维持其最小状态，同时，利用类同于“S注入法”的手段，通过注入某频率的电压电流信号，可有效提升选线准确度。

直流电阻的阻值影响着变流器的消弧作用和某频率信号注入下的选线准确度效果。为有效抑制单相接地故障瞬间的接地电流和过电压，同时兼顾某频率信号注入下系统的选线准确度，有必要对直流电阻阻值进行参数设计。

发明内容

针对变流器直流电阻所存在的上述问题，本发明提供一种复杂配电网综合优化装置的直流电阻选取方法，其能够实现有效消弧，抑制单相接地短路电流在规定范围内的同时满足系统高准确度的选线要求，为综合优化装置良好的控制性能提供条件。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种复杂配电网综合优化装置的直流电阻选取方法，所述的复杂配电网综合优化装置为无变压器的混合型MMC，所述的混合型MMC的交流侧通过交流断路器与变电站母线直接相连，中间无联结变压器；直流侧的正极与电容C₁相连，直流侧的负极与电容C₂相连，电容C₁的另一端与电容C₂的另一端相连，并同时与直流电阻R₀相连，直流电阻R₀的另一端直接接地；

所述的直流电阻选取方法包括如下步骤：

1)构建复杂配电网综合优化装置的正序、负序、零序三序基频等值电路和采样频率f_s下的等值电路，等值电路由等值电压源和等值阻抗串联构成；

2)选取n个(n为整数)典型的单相接地故障点，构建故障点处配电系统的基频和采样频率f_s下的正序、负序、零序三序等值电路；