[发明专利]基于电压解耦控制的配电网单相接地故障柔性消弧方法

权利要求书

1.一种基于电压解耦控制的配电网单相接地故障柔性消弧方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1:在电力电子装备中多电平变流器的直流侧并接储能装置或直流电源，并将电力电子装备挂接于配电网三相母线；

步骤S2：归一化负荷有功功率需求及无功功率需求，利用瞬时功率理论得出电力电子装备输出电流d轴、q轴分量表达式；

步骤S3：基于柔性消弧原理中的电压消弧方法，利用电流电压双闭环控制将零序电压控为故障相电源电压的负值，得到电力电子装备输出电流的零轴分量；

步骤S4：当配电网发生单相接地故障时，将电力电子装备作为三相分别可控电流源注入电流同时控制配电网中的有功功率、无功功率；

步骤S3具体为：

步骤S31:基于柔性消弧原理中的电压消弧方法，利用电流电压双闭环控制将零序电压控为故障相电源电压的负值；

步骤S32:利用基尔霍夫电流定律可得装备输出电流的零轴分量：

其中，v₀为零序电压，c₀、g₀为配电网的对地参数；

步骤S33:利用基尔霍夫电压定律有：

设控制目标为将零序电压控为故障相电源电压的负值，故：i₀＝i_i0；

步骤S34:利用PI控制器将其作为电压内环,将电流电压双闭环控制的输出电压标幺值化即得零轴分量的输出。

2.根据权利要求1所述的基于电压解耦控制的配电网单相接地故障柔性消弧方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

步骤S21:根据步骤S1得到的系统，利用基尔霍夫电压定律可得：

式中，v_HX为电力电子装备中多电平变流器的输出电压，v_gX为装备并网点电压，R_HX为电力电子装备中的多电平变流器与配电网之间的等效损耗电阻，L_HX为电力电子装备中的多电平变流器与配电网之间的连接电感，X＝A,B,C；

步骤S22：对并网电压v_gX和电力电子装备输出电流i_iX作Park变换后推导可得下式：

式中，v_Hd，v_Hq分别为电力电子装备中的多电平变流器输出电压的d轴分量与q轴分量；v_d，v_q分别为并网点电压经低通滤波器后所得d轴分量与q轴分量；i_d，i_q分别为装备输出电流经低通滤波器后所得d轴分量与q轴分量；

步骤S23:取v_d的平均值故装备输出电流的d轴分量参考值i_dref为：

式中，V_gm为电力电子装备的并网点电压幅值；

装备输出电流的q轴分量参考值i_qref为：

装备输出电流的d轴、q轴分量参考值对应的标幺值分别为：

式中，S_b为电力电子装备的额定容量；

步骤S24:令变量v₁、v₂为下式：

则标幺值化后的d轴、q轴输出电压可分别表示为：

利用PI控制器可实现对输出电压d轴、q轴分量的解耦控制。