[发明专利]一种基于交流斩波电路配电网单相接地故障消弧控制方法

说明书

一种基于交流斩波电路配电网单相接地故障消弧控制方法，本发明采用基于交流斩波电路的电压源，可在配电网发生单相接地故障时向中性点注入电流，达到抑制故障电流、故障相电压的目的，控制方法为双PI控制，包括电流内环PI控制器和电压外环PI控制器，均具有的形式，采用双闭环控制无需测量系统对地参数实现配电网单相接地故障消弧等，适合大范围的推广和应用。

技术领域

本发明涉及电力领域，具体涉及一种基于交流斩波电路配电网单相接地故障消弧控制方法。

背景技术

已知的，由于我国配电网具有线路长、多、复杂等因素，经常导致其故障频发，严重干扰电网的安全稳定运行及用户用电的质量。其中，最常见的为单相接地故障，为了解决单相接地故障带来的影响，目前一般采用消弧线圈来对接地电弧进行消除，但是由于消弧线圈不能补偿有功电流，导致其消弧能力有限。因此，进一步研究配电网单相接地故障消弧技术一直是本领域技术人员的诉求。

申请人经过检索发现，中国专利，专利申请号为201710075754.7，专利名称为基于双闭环控制的配电网故障有源电压消弧方法及装置，公开号为CN106655144A, 公开日为：2017年05月10日，其公开了一种有源电压消弧装置，但是，其电源输出并不理想，无法做到方便的调控，且其控制方法PR控制器过大的增益可能导致系统处于不稳定状态，同时，其参数设计不方便，无法满足实际需要等。

综上，如何提供一种基于交流斩波电路配电网单相接地故障消弧控制方法就显得尤为重要。

发明内容

为克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种基于交流斩波电路配电网单相接地故障消弧控制方法，本发明采用基于交流斩波电路的电压源后，实现了电压源的前级可调，使得注入电流的生成更加便捷，消弧效果有所提升，同时，PI控制器的使用不仅使得本发明対故障消弧具有快速性和可靠性，并且消除了PR控制器可能带来的增益过大而导致的系统不稳定问题等。

为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

一种基于交流斩波电路配电网单相接地故障消弧控制方法，所述控制方法具体包括如下步骤：

第一步、建立消弧装置，所述消弧装置包括基于交流斩波电路的电压源，LC滤波器和注入变压器，所述基于交流斩波电路的电压源为单管反串联双向功率开关斩波调压电路，在上述电路拓扑中包含四个反并联快恢复二极管的全控型开关器件IGBT，经LC滤波器接在注入变压器低压侧，注入变压器高压侧接在配电网中性点；

第二步、接上步，使用双PI闭环控制策略，包括电压外环PI控制器与电流内环PI控制器，其均具有的形式；加入外环和内环PI控制器后，电压外环闭环传递函数变为：，其中，,，R_f为接地电阻，L₁、C₁、R₁为系统等效参数，L_P为中性点消弧线圈电感，K_P1为外环PI控制器比例系数，K_I1为外环PI控制器积分系数，G_i为电流内环闭环传递函数：，其中，，，；L₀、C₀为LC滤波器的参数，K_P2为内环PI控制器比例系数，K_i2为内环PI控制器积分系数，K_inv为交流斩波电路增益，控制回路首先将中性点电压与故障相电压相反值做差，然后将差值送至电压外环的PI控制器，外环PI控制器对信号进行比例调节和积分之后产生电流信号，将其与输出电流做差，再将差值送至电流内环PI控制器，内环PI控制器对信号进行比例调节和积分之后产生PWM信号，再控制基于交流斩波的电压源产生所需要的输出电压；