[发明专利]故障柔性消弧与电能质量调控复合系统的优化运行与控制方法

说明书

本发明公开了故障柔性消弧与电能质量调控复合系统的优化运行与控制方法，所述方法包括，电网正常运行时，控制晶闸管VT₁和VT₂的触发角为α＝180°，使TCLC结构呈现容性，并设置TCLC结构的容抗和电容C₁，TCLC结构补偿全部无功功率；电网发生单相接地故障时，控制晶闸管VT₁和VT₂的触发角为α＝90°，使TCLC结构呈现感性，并设置TCLC结构的电抗、电感L₁和电感L₂的电感，TCLC结构注入最大的感性消弧电流。有效降低了MF‑GCI直流侧电容电压并且保证了MF‑GCI的安全运行。

技术领域

本发明属于配电网消弧技术领域，特别是涉及故障柔性消弧与电能质量调控复合系统的优化运行与控制方法。

背景技术

配电网设备繁杂，用户众多，覆盖面广，地理情况变化多样，且受用户增容等外界条件以及城市建设等因素的影响，发生故障的几率相对较高。在配电网故障中绝大部分是单相接地故障，配电网发生单相接地故障时，非故障相对地电压升高，能够引起系统过电压，导致绝缘击穿，易扩大为相间短路。

作为连接输电系统和电力用户桥梁，配电网安全运行直接关系到用户利益，因此配电网在发生单相接地故障后，应及时抑制接地故障电流，使配电网可靠运行。现有消弧技术分为无源消弧与有源消弧两类，无源消弧装置主要有固定补偿式消弧线圈与自动调谐式消弧线圈；由于无源消弧装置中仅含有无源元件，因此只能补偿故障电流中无功分量。随着电力电子技术发展，为了进一步提升单相接地故障电流补偿效果，有源消弧被提出，有源消弧技术通过由电力电子器件组成的逆变电路向配电网系统注入全补偿电流，不仅可补偿故障电流中无功分量，还可补偿有功与谐波分量，从而达到有效抑制电弧电流的目的。目前，国内配电网有源消弧技术主要有以下几种：基于主从变流器的有源消弧线圈方法、基于柔性接地控制的有源消弧方法以及基于级联H桥变流器的故障消弧方法等。现有的具备单相接地故障调控与无功补偿能力的并网型变流器(Multi-FunctionGridconnectedInverter，MF-GCI)由有源变流部分有源变流部分和无源部分构成，有源变流部分有源变流部分采用有源逆变电路，无源部分采用静止无功补偿器(SwitchingVirtualCircuit，SVC)或磁阀式可控电抗器(MagneticControlReactor，MCR)等设备，无源部分能够补偿故障电流无功分量，连续平滑地调节电抗，从而降低有源部分容量；有源部分能够补偿故障电流有功分量和谐波分量，完善无源结构的性能；有源部分和无源部分协调配合，实现功能互补与整体容量优化。但是该方案需要综合考虑无功补偿和故障消弧两个模式下功能实现，以及有源、无源部分容量合理分配，涉及因素多且复杂。此外，MF-GCI在不同模式进行切换时，由于存在有源、无源部分电抗特性的动态调整，极有可能产生暂态电压、电流冲击的问题，严重威胁MF-GCI有源部分乃至整体的运行安全。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种故障柔性消弧与电能质量调控复合系统的优化运行与控制方法，解决MF-GCI设计复杂和在模式切换时产生暂态电压、电流冲击问题；及在不同模式切换时，有源部分和无源部分相互配合的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是故障柔性消弧与电能质量调控复合系统的优化运行与控制方法，所述故障柔性消弧与电能质量调控复合系统中包含并网型变流器，并网型变流器由有源变流部分有源变流部分和无源部分串联组成；