[发明专利]一种用于柔性直流配电系统的自适应控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种用于柔性直流配电系统的自适应控制系统及控制方法，在原有中性点经电阻接地的基础上，增加一组自适应控制的并联回路，该回路包括一组高压并联开关和可变电阻，开关的投切和电阻值均通过自适应控制模块实现优化调整，当发生瞬时性单极接地故障时，高压并联开关断开，该接地方式不接入并联电阻，同时快速消除瞬时性单极故障，保证了供电可靠性，同时并联电阻的投入也使得故障线路特征明显，缩短了故障处理时间，提高了系统运行可靠性及准确性。

技术领域

本发明涉及柔性直流配电技术领域，具体地说是一种用于柔性直流配电系统的自适应控制系统及控制方法。

背景技术

柔性直流配电系统的拓扑结构多样，系统主回路接线方式复杂，含有两个或多个换流器，换流器中子模块数目较多，多为几十甚至上百个子模块，含有大量的电力电子元件，其开关频率高，控制方式复杂，且系统多含有交/直流敏感负荷、含分布式电源的交/直流微网及储能元件，极易发生故障，且直流电网对功率扰动的响应速度极快，比一般交流系统快3个数量级，电压是反映直流电网功率平衡水平的指标，其响应时间常数一般为数毫秒。系统发生直流线路单极接地故障时，接地极故障电压几乎为零，非接地极故障电压迅速上升至原来的二倍，产生较大的故障电流，由于发生故障时的响应速度快，分析基于自适应控制模式的柔性直流配电系统接地方式配置方法，可有效保障设备及相关工作人员的安全，具有重要的意义。

目前针对柔性直流配电系统的接地方式的研究还比较少，若采用中性点经小电阻接地的方式，当线路发生单相接地故障时，所产生的大电流信号能有效实现断路器保护的准确动作，快速实现故障线路的隔离，能有效避免线路长时间的过电压运行，降低绝缘强度，但系统的供电可靠性差；采用中性点经大电阻接地的方式，当线路发生单相接地故障时，产生的电流信号可能会不足以引起保护系统动作，但该方式下系统的供电可靠性强。

因此如何统筹考虑系统的供电可靠性和快速故障隔离以及架空线路和电缆线路等多种情况，提出一种能实现自适应模式的柔性直流配电系统可控电阻接地方式，对提高电网的供电可靠性和运行安全性至关重要。

发明内容

本发明目的：针对上述问题，本发明提出了一种用于柔性直流配电系统的自适应控制系统及控制方法。

技术方案：一种用于柔性直流配电系统的自适应控制系统，所述自适应控制系统与柔性直流配电系统的接地端并联，该自适应控制系统包括：高压并联开关和可变电阻，所述高压并联开关的投切和所述可变电阻的电阻值均通过自适应控制模块进行优化调整；

所述自适应控制模块包括：

接地判断模块，用于对柔性直流配电系统的接地故障进行判断并发出相应的信号；

跳闸控制和自适应电阻模块，用于根据接地判断模块发出的信号，基于控制策略高压并联开关的投切和可变电阻的电阻值进行控制优化。

进一步的，所述柔性直流配电系统通过中性点经电阻进行接地，所述自适应控制系统并联在电阻两端。

进一步的，所述接地判断模块包括：

采样子模块，用于对直流母线正极电压、直流母线负极电压和直流母线电流进行采样，得到对应的采样信号；

分析判断子模块，用于通过分析采样信号，进行故障类型判断，并根据故障类型发出相应的信号，所述信号包括异常信号和接地信号。

进一步的，所述控制策略为：在柔性直流配电系统单极接地故障下，持续直流入地电流限制在10A以下，可变电阻的电阻值大于不平衡电压与相电流允许值的比值。

进一步的，当柔性直流配电系统发生单极瞬时接地故障时，所述跳闸控制和自适应电阻模块控制可变电阻不接入和通过设定开关延迟闭合时间t_set使故障点电弧熄灭。