[发明专利]一种基于主从控制的配电网接地故障柔性分散消弧方法

权利要求书

1.一种基于主从控制的配电网接地故障柔性分散消弧方法，其特征在于，应用主消弧装置和分散安装的从消弧装置；其中，从消弧装置利用测量的零序电压计算并跟踪给定电流值，无需进行故障选相，可就近补偿接地电流；主消弧装置通过向配电网注入电流，主动调控中性点电压，计算可抑制故障点电压、电流为零的故障线路等效电源电压值，作为给定电压参考值；所述主消弧装置与从消弧装置无需实时通信，可动态补偿从消弧装置剩余的补偿量，且消弧效果不受线路阻抗和负荷电流影响。

2.根据权利要求1所述的一种基于主从控制的配电网接地故障柔性分散消弧方法，其特征在于，该方法具体实现步骤如下：

步骤S1、配电网正常运行时，主消弧装置实时测量母线处三相电压和中性点电压，用以判断是否发生单相接地故障；主消弧装置每隔一段时间，通过向配电网注入电流，主动调控中性点电压，并计算配电网等效对地参数；从消弧装置利用测量的零序电压计算并跟踪给定电流值；

步骤S2、配电网发生单相接地故障时，主消弧装置调控中性点电压，采集中性点电压和主消弧装置注入电流，并计算可抑制故障点电压、电流至零的故障线路等效电源电压，作为主消弧装置的给定电压值，从而补偿从消弧装置作用后的接地残流；从消弧装置注入电流保持跟踪给定电流值；

步骤S3、当消弧进入稳态后，主消弧装置通过控制使得中性点电压逐渐减小至零，采集中性点电压和主消弧装置注入电流，并计算故障线路等效电源电压；

步骤S4、若故障线路等效电源电压计算值小于所设阈值，表明故障线路中已无等效电压源，则判断单相接地故障消失，主消弧装置退出运行；若故障线路等效电源电压计算值大于所设阈值，表明故障线路中仍然存在等效电压源，则判断单相接地故障未消失；主消弧装置继续工作，并启动选线装置，隔离故障馈线。

3.根据权利要求2所述的一种基于主从控制的配电网接地故障柔性分散消弧方法，其特征在于，所述步骤S1具体实现如下：

在配电网正常运行时，主消弧装置通过注入电流主动调控中性点电压并利用下式计算配电网等效对地参数Y₀：

式(1)中：Y_0L为馈线对地参数；Y_Z01、Y_Z02分别为从消弧装置1、从消弧装置2等效对地参数；为配电网因三相对地参数不对称引起的零序电压偏移；

在配电网正常运行时，从消弧装置向配电网注入零序电流，其参考值表达式为：

式(2)中：为从消弧装置安装处零序电压；为从消弧装置安装处测得的因三相对地参数不对称引起的零序电压偏移；G₁、C₁为从消弧装置自身可用于消弧的等效容量参数；配电网正常运行时，由于幅值较低，从消弧装置注入零序电流约等于零，不会对配电网零序回路造成负面影响；而当配电网发生单相接地故障时，从消弧装置无需选相，即可注入零序电流补偿接地电流。

4.根据权利要求2或3所述的一种基于主从控制的配电网接地故障柔性分散消弧方法，其特征在于，所述步骤S2具体实现如下：

在配电网发生单相接地故障时，主消弧装置调控中性点电压，采集中性点电压和主消弧装置注入电流，并计算可抑制故障点电压、电流至零的故障线路等效电源电压作为主消弧装置的给定电压参考值该参考值表达式为：

式(3)中：分别为主消弧装置主动调控中性点电压前的中性点电压和主消弧装置注入电流；分别为主消弧装置主动调控中性点电压后的中性点电压和主消弧装置注入电流；Y₀为配电网等效对地参数，其包含馈线对地参数，以及各台从消弧装置等效对地参数；因此，主消弧装置无需与从消弧装置实时通信，即可准确补偿各台从消弧装置剩余的补偿量，实现单相接地故障消弧。

5.根据权利要求2所述的一种基于主从控制的配电网接地故障柔性分散消弧方法，其特征在于，所述从消弧装置为电流源型消弧装置或消弧线圈，安装于线路或用户侧开闭所，电流源型消弧装置采用柔性电流消弧方法。