[发明专利]一种用于配电网的能馈型柔性接地装置、故障消弧方法及其直流侧电压控制方法和系统

权利要求书

1.一种用于配电网的能馈型柔性接地装置，其特征在于，包括三相PWM整流器、直流侧电容器、单相全桥逆变器、输出LC滤波器和单相注入变压器；

所述单相全桥逆变器的交流侧经LC滤波器后接于单相注入变压器低压侧，单相注入变压器高压侧接于配电网10kV系统的中性点；

所述单相全桥逆变器的直流侧与并联在三相PWM整流器直流侧的电容器相并联，所述三相PWM整流器的交流侧连接于接地变压器副边，所述接地变压器原边连接配电网10kV系统的中性点。

2.一种基于能馈型柔性接地装置的配电网故障消弧方法，其特征在于，在配电网发生单相接地故障时，利用权1所述的用于配电网的能馈型柔性接地装置向配电网10kV系统的中性点依次注入幅值可控的阻性电流和幅值相位可控的感性电流，识别故障馈线和消除瞬时接地故障电弧；

向配电网10kV系统的中性点注入幅值可控的阻性电流，使系统等效运行于小电阻接地模式时，测量并比较各条馈线的零序电流幅值大小，识别出零序电流幅值最大的馈线为故障馈线；

向配电网10kV系统的中性点注入幅值相位可控的感性电流，使系统等效运行于谐振接地模式时，完全补偿配电网电容电流，消除瞬时接地故障电弧。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述向配电网10kV系统的中性点注入幅值可控的阻性电流按以下公式计算获得：

其中，表示配电网10kV系统的中性点电压，R_e表示配电网10kV系统的中性点等效接地电阻，G_e表示配电网10kV系统的中性点等效接地电导。

所述向配电网10kV系统的中性点注入幅值相位可控的感性电流按以下公式计算获得：

其中，ω₀表示基波频率，L_e表示配电网10kV系统的中性点等效接地电感，C_Σ表示配电网10kV系统的三相对地电容之和，C_S表示配电网10kV系统的单相对地电容。

4.一种基于配电网的能馈型柔性接地装置直流侧的电压控制方法，其特征在于，采用权1所述的用于配电网的能馈型柔性接地装置，包括以下步骤：

步骤1：将实时采集三相PWM整流器直流侧并联的电容电压，作为三相PWM整流器的电压控制的反馈信号；

步骤2：将三相PWM整流器的电压控制的反馈信号与给定参考电压信号的电压差值作为电压误差信号，对电压误差信号进行比例积分调节和限幅调节得到有功电流的参考信号；

步骤3：将该有功电流参考信号作为同步旋转坐标系(d，q，0)的q轴分量，d轴和0轴分量设为0，通过同步旋转坐标系(d，q，0)到三相静止对称坐标系(a，b，c)变换得到a、b、c三相输入电流参考信号；

步骤4：将实时采集的配电网a、b、c三相输入电流作为三相PWM整流器电流控制的反馈信号，并分别与所得三相输入电流的参考信号作比较得到相应的三相输入电流误差信号；

步骤5：对三相输入电流误差信号依次进行比例积分调节和限幅调节分别得到a、b、c三相的调制波信号，以a、b、c三相的调制波信号经脉冲宽度调节分别产生三相PWM整流器a、b、c三相上下桥臂的开关控制信号，实现三相PWM整流器直流侧电压的恒定控制。