[发明专利]一种基于锁相环的配电网单相接地故障消弧方法

权利要求书

1.一种基于锁相环的配电网单相接地故障消弧方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：配电网发生单相接地故障后，将采集到的零序电压信号分解为两路正交的信号，并在dq坐标系中对其进行幅值和相位解耦；

步骤S2：控制q轴分量为零，得到零序电压幅值；将瞬时角频率转化为相位角，得到零序电压相角；

步骤S3：利用得到的零序电压的幅值和相位，计算参考消弧注入电流，并以此计算注入补偿电流，控制变流器向配电网中性点注入该注入补偿电流；

其中，步骤S3具体为：

步骤S31：在配电网单相接地故障主从式柔性消弧系统中，采用下式计算参考消弧注入电流

式中，为零序电压，C₀为线路对地电容，r₀为泄漏电阻，L为消弧线圈电感；其中，所述配电网单相接地故障主从式柔性消弧系统包括并联的消弧线圈与柔性从消弧装置，所述柔性从消弧装置由级联H桥变流器串联滤波电感构成；

步骤S32：将参考消弧注入电流离散化得到：

式中，U₀和θ₀分别为零序电压幅值和零序电压相位；

步骤S33：计算注入补偿电流i_z为：

其中，

式中，K_i表示PI控制器积分系数，K_P表示PI控制器比例系数，L_z表示滤波电感，R表示变流器等效损耗电阻。

2.根据权利要求1所述的一种基于锁相环的配电网单相接地故障消弧方法，其特征在于，在变流器开始向配电网中性点注入补偿电流前，使变流器的输出电压跟踪中性点的电压，并将注入补偿电流的输出起始时刻选取为参考消弧注入电流的过零点，以减小冲击电流。

3.根据权利要求1所述的种基于锁相环的配电网单相接地故障消弧方法，其特征在于，步骤S1具体为：

步骤S11：配电网发生单相接地故障后，利用二阶广义积分器SOGI作为相位检测器PD将采集到的零序电压信号分解为两路正交的信号u_α、u_β：

u_α＝U cos(ωt+θ′)；

u_β＝U sin(ωt+θ′)；

式中，U为分解后正交信号的幅值，θ′为零序电压u₀与αβ坐标系中的α轴的夹角；

步骤S12：将两路正交的信号u_α、u_β进行派克变换得到：

式中，T_αβ-dq为αβ坐标系转换至dq旋转坐标系所用的转换矩阵，θ为d轴与α轴的夹角。

4.根据权利要求1所述的种基于锁相环的配电网单相接地故障消弧方法，其特征在于，步骤S2具体为：利用环路滤波器LF中的比例积分控制器，控制q轴分量为零，得到零序电压幅值；通过压控震荡器VCO中的积分环节将瞬时角频率转化为相位角，得到零序电压相位。