[发明专利]柔性消弧装置直流侧电压的稳定控制方法

权利要求书

1.一种柔性消弧装置直流侧电压的稳定控制方法，其特征在于：柔性消弧装置采用单相级联H桥变流器，挂接在相线和大地之间；柔性消弧控制方法为：系统正常运行时，柔性消弧装置从并网点吸收有功功率稳定单相级联H桥变流器直流侧电容电压；接地故障时，单相级联H桥变流器由直流侧电容稳压模式切换至柔性消弧，补偿接地故障电流至零；

所述单相级联H桥变流器连接于配电网相电源和大地之间，其直流侧电源采用电容储能；

分时控制级联H桥给直流侧电容充电和放电；

其具体包括以下步骤：

步骤S1：将单相级联H桥变流器作为柔性消弧装置挂接于配电网相和接地之间；

步骤S2：实时采集系统母线三相电压、三相电流和零序电压以及变流器注入电流；

步骤S3：计算母线零序电压的幅值和相位；根据零序电压是否越线判定是否发生接地故障：

判断为正常运行时或接地故障消失后控制柔性消弧装置吸收有功电流给直流侧电容充电，并稳定在给定值，回到步骤S2；

判断为接地故障时控制柔性消弧装置由直流侧电容稳压模式切换至消弧模式，输出接地故障全补偿电流，包括有功分量和无功分量，抑制故障相电压至零；并执行步骤S4；

步骤S4：判断接地故障是否已经消失，若故障消失，则柔性消弧装置由消弧模式切换至直流侧电容稳压模式，返回步骤S2；

其所基于的原理是：

配电网发生单相接地故障时，柔性消弧装置向配电网注入补偿电流列出基尔霍夫电流方程：

式中，和分别为系统A、B和C相对地电流，为接地故障电流，各电流与电压的关系为

式中和为各相电源电压，为中性点电压，R_f为接地过渡电阻，Y_A、Y_B、Y_C为各相对地导纳；

将式(2)代入式(1)得：

由式(1)可知，只需将变流器注入电流的控制目标设定为系统总的对地电流，即即可将接地点故障电流抑制为零，该方法称为电流消弧法；若以电压为控制目标，将式(3)中的中性点电压控制为故障相电源电压负值则故障点电流也将被抑制成零，该方法称为电压消弧法；

根据并网点电压与计算的注入电流的向量为非垂直量关系，在消弧过程中需要消耗有功功率，直流侧电容电压必然会下降，因此需要对直流侧电压进行稳定控制，保证消弧装置能够正常运行：在配电网正常运行和消弧过后，通过电压环控制，从配电网侧吸收功率对级联H桥进行充电，将直流侧电压稳定在参考值，同时进行均压控制，保证各H桥单元直流侧电压相等。