[发明专利]一种配网电压源型分布式电源的故障分析方法及系统

权利要求书

1.一种配网电压源型分布式电源的故障分析方法，其特征是，包括：

建立电力电子变换器的有向图，基于有向图比较电力电子变换器正常工作和各种故障状态下的工作路径，进行电力电子变换器结构性故障定位；

故障定位之后，根据低电压穿越策略比较不同故障条件下的短路响应，计算在不同故障期间的短路电流穿越电力电子变换器的端电压和通断时间，得到穿越时间与电力电子变换器短路电流的关系；

得到穿越时间与电力电子变换器短路电流的关系之后，结合低电压穿越策略的分析，针对电力电子变换器的序列电流与序列网络之间的相互作用，以及穿越时间和顺序电流控制，确定多电力电子变换器配电网的短路电流；

其中，电力电子变换器故障节点发生单相接地故障时，电力电子变换器的端电压为：

U^-＝U_F-U⁺+(Z_1m+Z_1n+Z_0n)(I⁺+I^-)；

其中，Z_1m、Z_2m、Z_0m为系统序阻抗，Z_1n、Z_2n、Z_0n为对端电源系统序阻抗；

根据电力电子变换器的初始端电压和电路控制，得到短路电流的序列分量：

其中，U⁺_si和U^-_si分别为第i个电力电子变换器的终端电压，i＝1,2，…，n；

因电力电子变换器并网馈线的线路阻抗很小，故障点到并网点之间各序电压分量几乎处处相等,将电网侧等效为故障分量复合序网来分析故障特性；

(a)单相接地故障：

(b)BC两相接地故障：

(c)BC两相短路故障：

U_f1、U_f2、U_f0是电力电子变换器中的端电压，I_f1、I_f2、I_f0为短路电流的正负序分量；

考虑到综合负荷的功率电压静特性及其不平衡，其单相潮流模型采用传统的二项式模型为：

分析整合配电网中电流控制的三相电力电子变换器的故障，考虑电力电子变换器的序列电流与序列网络之间的相互作用；

将不平衡的配电网用基础相组件建模，采用序分量法将故障网络分解为序列网络，获得短路电流的序列分量，并将其进行短路迭代计算，所计算的序电流用于不对称故障下的保护和控制。

2.如权利要求1所述的一种配网电压源型分布式电源的故障分析方法，其特征是，建立电力电子变换器的有向图的方式为：将电力电子变换器的拓扑图转换为有向图，基于有向图找到正常工作路径后，再根据故障类型求出邻接矩阵，利用邻接矩阵得到故障时的工作路径，与正常工作路径进行比较后，得到特征电量的变化情况，从而获得故障诊断的判据。

3.如权利要求1所述的一种配网电压源型分布式电源的故障分析方法，其特征是，电力电子变换器结构性故障定位之后，建立电力电子变换器正、负序分量的等效电源模型，进行故障分析。

4.如权利要求1所述的一种配网电压源型分布式电源的故障分析方法，其特征是，进行故障分析时，在非对称电网故障中通过向序网络注入正负序电流，以此作为动态电流源来控制消除电网电压的零序分量。

5.如权利要求1所述的一种配网电压源型分布式电源的故障分析方法，其特征是，针对电力电子变换器正、负序分量的等效电源模型的求解，由于电力电子变换器的短路电流与端电压之间存在非线性耦合关系，而该耦合关系依赖于电力电子变换器的电流控制，采用迭代法来求解电力电子变换器的电流控制。