配电网三相不平衡过电压抑制方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种配电网三相不平衡过电压抑制方法，包括实时对配电网中性点电压采样；对实时电压与第一设定阈值、第二设定阈值进行比较；计算中性点注入电流；在配电网的中性点注入中性点注入电流，从而对配电网三相不平衡过电压进行抑制。本发明专利技术还提供了一种实现所述配电网三相不平衡过电压抑制方法的装置。本发明专利技术通过检测配电网中性点的电压信号，并针对该信号进行判断和计算，最终得到目标电流信号，通过本发明专利技术提供的装置注入到配电网中心点，从而实现不平很过电压的抑制；本发明专利技术方法与同类双PI控制技术相比，在对输入信号的响应速度和追踪精度上效果都更好好，而且实现稳定的过程耗时短，在响应时效更快，而且对抗扰能力更强。

Overvoltage Suppression Method and Device for Three-Phase Unbalanced Distribution Network

【技术实现步骤摘要】
配电网三相不平衡过电压抑制方法及其装置
本专利技术具体涉及一种配电网三相不平衡过电压抑制方法及其装置。
技术介绍
随着经济技术的发展，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，维持电网的高效稳定运行，是电力系统的最重要的任务之一。在配电网中，经常出现配电网的三相不平衡过电压情况。针对该类异常情况，如果不及时处理，将会对带电作业的操作人员的人身安全构成威胁。因此，快速、可靠的对配电网的三相不平衡过电压的异常情况进行处理，是配电网的重要任务之一。目前，对于配电网的三相不平衡过电压的处理，常见的解决方式是以电流为控制目标的单闭环电流控制：以装置输出电流为控制目标；在其控制方法采用电流PI控制时，其系统控制框图如图1所示。采用单闭环电流控制技术时，需考虑参考电流的生成方法。因此，单闭环控制不仅响应速度不够，而且由于难以很好地跟踪注入电流，其精度也有限。因此，技术逐步发展到考虑采用双闭环控制的阶段。双闭环控制在生成参考电流时，应遵循简单、快速、有效的原则，即保证参考电流的获取方法简单可行、生成电流可快速跟踪电网变化，以及参考电流准确有效，不然会影响控制效果及精度。但是，现有的专利技术：基于双闭环控制的配电网故障有源电压消弧方法及装置，公开号CN106655144A，其所提到的PI+PR控制不能很好地解决这一问题，尤其是其中用到的PR控制，其在基频处的增益趋于无穷大，可能额外给系统带来稳定性的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种响应速度快、可靠性高且简单高效的配电网三相不平衡过电压抑制方法。本专利技术的目的之二在于提供一种实现所述配电网三相不平衡过电压抑制方法的装置。本专利技术提供的这种配电网三相不平衡过电压抑制方法，包括如下步骤：S1.对配电网中性点的实时电压进行采样；S2.对获取的实时电压与第一设定阈值进行比较；S3.对获取的实时电压与第二设定阈值进行比较；S4.根据步骤S2和步骤S3的比较结果，计算中性点注入电流；S5.在配电网的中性点注入步骤S4得到的中性点注入电流，从而对配电网三相不平衡过电压进行抑制。步骤S2所述的对获取的实时电压与第一设定阈值进行比较，具体为采用如下规则进行比较：若实时电压大于第一设定阈值，则认定结束配电网三相不平衡过电压抑制方法，并转入配电网接地故障处理流程；若实时电压小于或等于第一设定阈值，则认定实施配电网三相不平衡过电压抑制方法。所述的第一设定阈值为配电网相电压的15％。步骤S3所述的对获取的实时电压与第二设定阈值进行比较，具体为采用如下规则进行比较：若实时电压大于第二设定阈值，则认定需要进行电压抑制，实施配电网三相不平衡过电压抑制方法；若实时电压小于或等于第二设定阈值，则认定不需要进行电压抑制，并开始进行下一控制周期的监控。所述的第二设定阈值为配电网相电压的5％。步骤S4所述的计算中性点注入电流，具体为以中性点电压为0作为控制目标，采用复合双闭环控制算法生产中性点注入电流。所述的复合双闭环控制算法，具体为采用如下传递函数作为复合双闭环控制算法的传递函数：式中G外环为复合双闭环控制算法的传递函数，G1为系统参数且GC为串联之后网络传递函数且G内环为内环传递函数且式中Req为配电网等效对地电阻；Ceq为配电网等效对地电容；b、T为滞后网络参数；Kp为PI控制器的放大参数；KINV为逆变器增益；KI为PI控制器的积分参数；L0为滤波器电感；C0为滤波器电容。本专利技术还提供了一种实现所述配电网三相不平衡过电压抑制方法的装置，包括电压采样模块、控制器模块、驱动器模块、直流电源模块、开关管模块和输出耦合模块；电压采样模块、控制器模块、驱动器模块和开关管模块的控制端依次串接；直流电源模块、开关管模块的活动端和输出耦合模块依次串接；输出耦合模块的输出端连接配电网中性点；开关管模块用于将直流电源模块的电能转换为交流电能，再通过输出耦合模块输入到配电网中性点；电压采样模块用于采样配电网中性点的电压信号，并上传控制器模块；控制器模块根据上述的配电网三相不平衡过电压抑制方法计算得到开关管的驱动信号，并通过驱动器模块驱动开关管模块工作，最终在配电网中性点注入电流信号，从而对配电网三相不平衡过电压进行抑制。所述的装置还包括滤波模块；滤波模块串接在开关管模块的活动端和输出耦合模块之间，用于滤除输入到输出耦合模块的交流电能中的杂波。所述的滤波模块为LC滤波电路；滤波电感L串接在输出耦合模块的输入端；滤波电容C与输出耦合模块并联。所述的输出耦合模块为变压器；变压器的原边与开关管模块的活动端连接；变压器的副边输出端一端接地，输出端另一端直接连接配电网的中性点。本专利技术提供的这种配电网三相不平衡过电压抑制方法，通过检测配电网中性点的电压信号，并针对该信号进行判断和计算，最终得到目标电流信号，通过本专利技术提供的装置注入到配电网中心点，从而实现不平很过电压的抑制；本专利技术方法与同类双PI控制技术相比，在对输入信号的响应速度和追踪精度上效果都更好好，而且实现稳定的过程耗时短，在响应时效更快，而且对抗扰动能力更强。附图说明图1为现有的单闭环电流控制的系统控制流程示意图。图2为本专利技术方法的方法流程示意图。图3为本专利技术方法的控制策略流程示意图。图4为本专利技术方法中加入滞后网络前后的系统Bode图对比示意图。图5为采用本专利技术方法调节前和调节后的系统Bode图对比示意图。图6为采用本专利技术方法后的中性点过电压抑制波形示意图。图7为采用本专利技术方法后的三相不平衡电压抑制波形示意图。图8为本专利技术装置的结构示意图。具体实施方式如图2所示为本专利技术方法的方法流程示意图：本专利技术提供的这种配电网三相不平衡过电压抑制方法，包括如下步骤：S1.对配电网中性点的实时电压进行采样；S2.对获取的实时电压与第一设定阈值(比如设定为配电网相电压的15％)进行比较；具体为采用如下规则进行比较：若实时电压大于第一设定阈值，则认定结束配电网三相不平衡过电压抑制方法，并转入配电网接地故障处理流程；若实时电压小于或等于第一设定阈值，则认定实施配电网三相不平衡过电压抑制方法；S3.对获取的实时电压与第二设定阈值(比如设定为配电网相电压的5％)进行比较；具体为采用如下规则进行比较：若实时电压大于第二设定阈值，则认定需要进行电压抑制，实施配电网三相不平衡过电压抑制方法；若实时电压小于或等于第二设定阈值，则认定不需要进行电压抑制，并开始进行下一控制周期的监控；S4.根据步骤S2和步骤S3的比较结果，以中性点电压为0作为控制目标，采用复合双闭环控制算法生产中性点注入电流；采用如下传递函数作为复合双闭环控制算法的传递函数：式中G外环为复合双闭环控制算法的传递函数，G1为系统参数且GC为串联之后网络传递函数且G内环为内环传递函数且；式中Req为配电网等效对地电阻；Ceq为配电网等效对地电容；b、T为滞后网络参数；Kp为PI控制器的放大参数；KINV为逆变器增益；KI为PI控制器的积分参数；L0为滤波器电感；C0为滤波器电容；S5.在配电网的中性点注入步骤S4得到的中性点注入电流，从而对配电网三相不平衡过电压进行抑制。图3所示本专利技术方法的控制策略流程示意图：图中为串联滞后校正环节，其设置在前向通道上；外环以采样的中性点电压UN为零(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网三相不平衡过电压抑制方法，包括如下步骤：S1.对配电网中性点的实时电压进行采样；S2.对获取的实时电压与第一设定阈值进行比较；S3.对获取的实时电压与第二设定阈值进行比较；S4.根据步骤S2和步骤S3的比较结果，计算中性点注入电流；S5.在配电网的中性点注入步骤S4得到的中性点注入电流，从而对配电网三相不平衡过电压进行抑制。

【技术特征摘要】
1.一种配电网三相不平衡过电压抑制方法，包括如下步骤：S1.对配电网中性点的实时电压进行采样；S2.对获取的实时电压与第一设定阈值进行比较；S3.对获取的实时电压与第二设定阈值进行比较；S4.根据步骤S2和步骤S3的比较结果，计算中性点注入电流；S5.在配电网的中性点注入步骤S4得到的中性点注入电流，从而对配电网三相不平衡过电压进行抑制。2.根据权利要求1所述的配电网三相不平衡过电压抑制方法，其特征在于步骤S2所述的对获取的实时电压与第一设定阈值进行比较，具体为采用如下规则进行比较：若实时电压大于第一设定阈值，则认定结束配电网三相不平衡过电压抑制方法，并转入配电网接地故障处理流程；若实时电压小于或等于第一设定阈值，则认定实施配电网三相不平衡过电压抑制方法。3.根据权利要求1所述的配电网三相不平衡过电压抑制方法，其特征在于步骤S3所述的对获取的实时电压与第二设定阈值进行比较，具体为采用如下规则进行比较：若实时电压大于第二设定阈值，则认定需要进行电压抑制，实施配电网三相不平衡过电压抑制方法；若实时电压小于或等于第二设定阈值，则认定不需要进行电压抑制，并开始进行下一控制周期的监控。4.根据权利要求1～3之一所述的配电网三相不平衡过电压抑制方法，其特征在于步骤S4所述的计算中性点注入电流，具体为以中性点电压为0作为控制目标，采用复合双闭环控制算法生产中性点注入电流。5.根据权利要求4所述的配电网三相不平衡过电压抑制方法，其特征在于所述的复合双闭环控制算法，具体为采用如下传递函数作为复合双闭环控制算法的传递函数：式中G外环为复合双闭环控制算法的传递函数，G1为系...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱亮，杨琪，曾详君，郭婷婷，喻坤，汪志刚，毛盾，徐溧，罗昊，郭昊，胡斌，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，国网湖南省电力有限公司输电检修分公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43