[发明专利]一种基于柔性电流源的不平衡电压调节系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于柔性电流源的不平衡电压调节系统及方法，包括三相不平衡调节装置、柔性电流源；三相不平衡调节装置的输入端输入母线三相电压、零序电压、消弧线圈电流和档位信息，三相不平衡调节装置通过控制消弧线圈调档前后测量电流和档位信息计算出调节电流，并通过输出端向柔性电流源发出控制信号；柔性电流源接收控制信号输出特定的电流向量。本发明将中性点不平衡对地电压控制为零，可减少因为三相电压不平衡带来的消弧线圈补偿度过高，因而带来的接地短路电流过大问题，大幅提高电网的可靠性和安全性。调节过程采用消弧线圈调档来改变消弧线圈电流，对电网运行影响很低。

技术领域

本发明涉及一种基于柔性电流源的不平衡电压调节系统及方法，应用于小电流接地系统中，属于电力系统的继电保护领域。

背景技术

在3kV-66kV小电流接地系统中，存在部分线路因为在建设初期没有合理换相，导致三相对地电容值不一致，进而产生三相不平衡电压。三相不平衡电压要求消弧线圈具有较高的补偿度，但是这会导致发生单相接地故障时调节电流过大，危害电网安全。如果采用装置进行调节，消除正常运行时的三相不平衡电压，中性点消弧线圈可以采用较小补偿度，进而提高电网稳定度。

中国发明专利106887856A公开三相不平衡调节控制方法、装置及三相不平衡调节系统。该方案通过计算三相电流不平衡度，并将其送入电压外环，与三相电流不平衡度给定值作差，经过电压、电流闭环控制生成总调制波，调制后生成调整有功功率的控制信号。该方法采用闭环控制来寻找三相补偿值的准确值，控制效果受到控制参数影响较大，控制过程负责且控制时间也较长。中国发明专利104092228A公开中性点非有效接地系统的不对称电压两点有源控制。该专利通过从中性点两次注入电流的方法，计算出最终控制目标值，然后下发控制指令给变换器完成补偿。该方法采用试注入的方法，对电网运行会产生一定影响，较大的注入电流会造成电网不平衡度增加甚至危害运行安全，较小的注入电流引起的电网电压变化较小影响控制精度。

2014年第4期《中国电机工程学报》文章《基于柔性接地技术的配电网三相不平衡过电压抑制方法》利用小电流接地系统导纳参数计算注入调节电流值,控制单相变流器从中性点注入调节电流,控制不平衡电压为零,实现三相电压平衡运行。注入电流大小需要根据网络参数计算得到，实际运行中运行方式是随着线路投切实时改变，控制器无法准确取得电网参数变化，因此该方法计算复杂，且不能适应运行方式变化达到完全补偿效果。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于柔性电流源的不平衡电压调节系统及方法，应用于小电流接地系统中，通过直接注入调节电流的方法，以不平衡电压为控制目标，容易实现，且不受电网参数及运行方式影响。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于柔性电流源的不平衡电压调节系统，用于小电流接地系统中，所述不平衡电压调节系统包括：三相不平衡调节装置、柔性电流源；所述三相不平衡调节装置的输入端连接母线电压互感器和消弧线圈，从母线电压互感器获得母线三相电压和零序电压，从消弧线圈获得消弧线圈电流和档位信息；所述三相不平衡调节装置的输出端向消弧线圈发送档位控制命令，向柔性电流源发出控制信号；所述柔性电流源一端连接接地变压器的副边，另一端接地，并接收来自三相不平衡调节装置的控制信号；

所述三相不平衡调节装置，用于根据小电流接地系统稳定情况下的消弧线圈电流和改变消弧线圈档位后的消弧线圈电流计算出需注入小电流接地系统中性点的电流向量，并向柔性电流源发出控制信号；

所述柔性电流源，检测到小电流接地系统存在三相电压不平衡时根据接收到的三相不平衡调节装置的控制信号输出特定的电流向量，降低中性点不平衡电压。

进一步地，所述柔性电流源为单相变换器。

进一步地，所述三相不平衡调节装置通过有线或无线的方式向柔性电流源发出控制信号。