[发明专利]一种四桥臂拓扑的配电网集成化消弧装置及方法

权利要求书

1.一种四桥臂拓扑的配电网集成化消弧方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1:将星型连接的三相H桥变流器的中性点经单相H桥变流器接地，三相H桥通过连接电感挂接至配电网母线的三相线上；

步骤S2：实时采集系统母线三相电压、三相电流和零序电压以及变流器注入电流；

步骤S3：计算系统的瞬时无功功率、有功功率和三相不平衡负荷电流，同时计算母线零序电压和三相电源电压的幅值和相位；根据零序电压是否越线判定是否发生接地故障或者是否存在三相对地参数不平衡；

步骤S4：正常运行且三相对地参数平衡时控制集成化消弧装置的三相桥臂输出无功、有功和三相不平衡负荷的补偿电流，接地桥臂不投入运行；

步骤S5：正常运行且三相对地参数不平衡时控制集成化消弧装置的三相桥臂输出无功、有功和三相不平衡负荷抑制电流，接地桥臂投入运行并输出三相对地参数不平衡补偿电流，抑制零序电压至零；

步骤S6：接地故障时利用选相算法选出故障相，并将接地桥臂控制算法由实现三相对地参数不平衡电流抑制切换至柔性消弧，抑制零序电压为故障相电源电压负值；

步骤S7：逐渐减小调控零序电压目标值直至零，若接地桥臂注入电流成比例变化，则判断为故障已经消失，退出接地桥臂，返回步骤S3；若接地桥臂注入电流不成比例变化，则继续注入电流，并启动选线装置选出故障馈线，在故障线路隔离后退出接地桥臂，返回步骤S3。

2.根据权利要求1所述的一种四桥臂拓扑的配电网集成化消弧方法，其特征在于，所述三相对地参数不平衡补偿电流的求取方法为：先利用电压、电流双闭环控制集成化消弧装置，使得零序电压为零，即采用电压抑制法；同时测量并保存此时单相H桥变流器注入的电流值，该电流值即为不平衡电流；所述三相对地参数不平衡抑制和柔性消弧的切换方法为：三相对地参数不平衡抑制采用电流抑制法，即控制变流器注入不平衡电流，再切换至柔性消弧。

3.根据权利要求1或2任意所述的一种四桥臂拓扑的配电网集成化消弧方法的装置，其特征在于，所述集成化消弧装置采用四桥臂H桥变流器，其中三桥臂星型连接，直接挂接在各相线，第四桥臂连接在三桥臂中性点和大地之间；系统正常运行时，集成化消弧装置动态跟踪补偿配电网无功功率、有功功率和三相不平衡负荷以及抑制三相对地参数不平衡电压；接地故障时，三相对地参数不平衡抑制切换至柔性消弧，补偿接地故障电流至零。

4.根据权利要求3所述的一种四桥臂拓扑的配电网集成化消弧方法的装置，其特征在于，所述三桥臂采用三相H桥变流器，所述三相H桥变流器包括两电平三相半桥、三电平三相半桥或三相级联式H桥。

5.根据权利要求4所述的一种四桥臂拓扑的配电网集成化消弧方法的装置，其特征在于，所述三桥臂采用三相H桥变流器，所述三相H桥变流器包括多电平三相半桥。

6.根据权利要求3所述的一种四桥臂拓扑的配电网集成化消弧方法的装置，其特征在于，所述接地桥臂采用单相H桥变流器，所述单相H桥变流器包括两电平单相半桥、三电平单相半桥、单相级联式H桥。

7.根据权利要求6所述的一种四桥臂拓扑的配电网集成化消弧方法的装置，其特征在于，所述接地桥臂采用单相H桥变流器，所述单相H桥变流器包括多电平单相半桥。

8.根据权利要求4所述的一种四桥臂拓扑的配电网集成化消弧方法的装置，其特征在于，所述三相H桥变流器采用高压等级三相变流器，直接挂设于6kV、10kV、35kV或者66kV电压等级的线路上。

9.根据权利要求4所述的一种四桥臂拓扑的配电网集成化消弧方法的装置，其特征在于，所述三相H桥变流器采用低压等级三相变流器，经过升压变压器挂接于6kV、10kV、35kV或者66kV电压等级的线路上。