[发明专利]一种配电网三相不平衡零序过电压补偿装置电流控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及配电网中性点接地技术领域，具体地，涉及一种配电网三相不平衡零序过电压补偿装置电流控制方法。

背景技术

配电网接地系统的主要目标是为了限制接地电流，使单相接地故障所产生的电弧能够熄灭。接地系统还有一个目的，即控制中性点电压在一定的范围内，这对保证电力系统的稳定很重要。

配电网三相对地参数不平衡会产生三相不平衡电压，这直接决定了不接地系统和高电阻接地系统中性点电压。中性点对地电压与接地方式密切相关，为保证电力供应可靠性和熄灭故障电弧，大多数中压配电网采用高电阻接地和谐振接地方式，而消弧线圈发生串联谐振会使中性点对地电压升高。

在非有效接地系统中，可以采用一些措施被用来限制中性点电压，如三相循环换位和投切电容器或电抗器，这些方法需要大量人工且无法实现连续调节。在谐振接地方式下提高去谐和阻尼的比率能够降低发生谐振时中性点电压，但是这种方法无法消除由于分布参数不对称所造成的中性点对地电压。

本发明提出了一种配电网三相不平衡零序过电压补偿装置电流控制方法，该方法通过控制补偿装置向配电网中性点注入的电流来达到抑制零序过电压的目的。该方法容易实现且工作量小，能适应变化的电力系统运行模式。

发明内容

本发明提出了一种配电网三相不平衡零序过电压补偿装置电流控制方法，该方法通过控制补偿装置向配电网中性点注入的电流来达到抑制零序过电压的目的。该方法由补偿装置输出电流闭环和输出滤波器电容电流前馈环节组成。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

1、采用一种配电网三相不平衡零序过电压补偿装置电流控制方法，主要包括补偿装置输出电流闭环和输出滤波器电容电流前馈环节两部分。

2、根据1所述的补偿装置输出电流闭环，给定值为配电网不对称电流，具有 i₀＝E_AY_A+E_BY_B+E_CY_C的形式；反馈值为补偿装置输出电流；控制器由比例积分控制器与比例谐振控制组合而成，具有的形式。其中E_A、 E_B、E_C分别为配电网三相电压，Y_A、Y_B、Y_C分别为配电网三相对地导纳，k_{p_PI}、 k_{p_PR}为比例系数，k_i为积分系数，k_r为谐振系数，ω_i为谐振阻尼系数，ω₀为配电网基波频率。

3、根据1所述的输出滤波器电容电流前馈环节，将补偿装置中输出滤波器电容电流乘以特定的阻尼系数H_i后，与输出电流闭环控制器生成的控制量相叠加，从而得到PWM调制波。

4、根据3所述的阻尼系数H_i，其取值范围应满足其中f_SW为补偿装置逆变器开关频率，L_o为补偿装置输出滤波器电感值，K_pwm为补偿装置逆变器增益。

5、根据3所述的补偿装置输出电流闭环控制器，其特征在于，控制器参数由以下范围限定：

其中，ω_c为比例积分控制器剪切频率，C_o为补偿装置输出滤波器电容值，C_s为配电网等效电容值，E_i为输出电流允许幅值误差，PM为控制系统相位裕度。

本发明的有益效果是：

通过向中性点注入电流实现接地故障电流全补偿，可有效降低由于配电网三相不平衡及消弧线圈串联谐振引起的零序过电压，并通过有源阻尼的方式使控制系统具有更好的稳定性。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为配电网拓扑结构。

图2为简化的配电网。

图3为补偿装置电流控制框图。

图4为摘要附图。

具体实施方式