中性点不接地系统中动态电压恢复器参考电压提取方法

中性点不接地系统中动态电压恢复器参考电压提取方法
【专利摘要】一种中性点不接地系统中动态电压恢复器参考电压提取方法，包括测量故障后DVR系统侧A、B、C三相的相电压的幅值与三个线电压的幅值，分别求三个线电压幅值中的最小值与最大值，并用来判断跌落能否得到补偿，能够则将测量得到的DVR系统侧三个相电压的幅值与相应额定值进行比较，根据比较结果，判断出无故障时结束流程，判断出故障时根据故障类型获取DVR负载侧补偿后电压；确定DVR各相的参考电压为DVR负载侧补偿后电压与故障后DVR系统侧电压的相量差。只需检测DVR系统侧相电压与线电压的幅值就能得到DVR需要补偿的电压，易于实现，对于提高中性点不接地系统中DVR的实用化水平具有重要实用价值。
【专利说明】中性点不接地系统中动态电压恢复器参考电压提取方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于动态电压恢复器【技术领域】，特别涉及一种中性点不接地系统中动态电压恢复器参考电压提取方法。
【背景技术】
[0002] 电压跌落问题是目前配电网中发生最频繁，影响最严重的电能质量问题之一，动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer, DVR)被认为是治理电压跌落问题最为有效的手段。造成电压跌落的原因很多，包括系统短路故障、电容器组的投切及大容量感应电动机的起动等。其中危害性较大的主要是由配电网中的各种短路故障所引起的。在6-35kV配电网中多采用中性点非有效接地方式，其不对称故障引起的电压跌落有其特殊性，且低压负荷侧感受到的电压主要取决于中高压配网的线电压。因此，在不接地系统装对DVR的要求是保证线电压额定，而对动态电压恢复器而言，在保障负载侧线电压额定前提下输出电压越小越小越好。
[0003]在目前的DVR的参考电压提取方法中，无论是完全补偿、同相补偿还是最小能量补偿法，其目标都是将单相电压补偿至满足负荷要求的范围内。对于中性点不接地系统中不对称故障所引起的非故障相电压暂升，则有两种处理方法，一种是不进行处理，但这种以相电压为目标的参考电压计算方式补偿后负载的线电压必然不平衡；如果进行处理，则会引起DVR吸收有功功率，造成直流侧电压升高而危害。
[0004]因此，若能设计一种结合中性点不接地系统中电压跌落特征的DVR的参考电压提取方法，只治理故障相的电压暂降就实现负载侧线电压的额定，在满足电压跌落过程中补偿负载电压的同时，降低对DVR输出电压能力的要求，不出现负载相电压的明显升高，对于提高中性点不接地系统中DVR的实用化水平具有重要实用价值。

【发明内容】

[0005]本发明的目的在于提供一种中性点不接地系统中动态电压恢复器参考电压的提取方法。该方法使得DVR能满足中性点不接地系统中对电压跌落的治理需求。
[0006]本发明技术方案提供一种中性点不接地系统中动态电压恢复器参考电压提取方法，包括以下步骤，
[0007]步骤1，设动态电压恢复器极限补偿电压的幅值为Vm，正常运行时负载相电压的幅值为VM，线电压的幅值为\，根据DVR系统侧A、B、C三相电压瞬时值usagA，usagB, usagC,测量故障后DVR系统侧A、B、C三相的相电压的幅值VsagA、VsagB、Vsagc与三个线电压的幅值VsagAB、VsagBC、VsagCA， 分别求三个线电压幅值中的最小值Vmin = min (Nsagm, VsagBC, VsagCA)与最大值Vmax=max (VsagAB, VsagBC, Nsagcf);所述 DVR 为动态电压恢复器；
[0008]步骤2，判断跌落能否得到补偿，判断条件如下，
[0009]Vfflin+2Vffl ≥ Vl
[0010]Vfflax-2Vffl ≤Vl[0011]若这两个条件任一个不满足，则判断DVR无法对该电压跌落进行有效补偿，结束流程；如果同时满足这两个条件，则继续进入步骤3 ；
[0012]步骤3，将测量得到的DVR系统侧三个相电压的幅值与相应额定值进行比较，根据比较结果，判断出无故障时结束流程，判断出故障时根据故障类型获取DVR负载侧补偿后电压；
[0013]步骤4，确定DVR各相的参考电压为步骤3所得DVR负载侧补偿后电压与故障后DVR系统侧电压的相量差。
[0014]而且,步骤3中，
[0015]设正常运行时三个相电压幅值的额定值均为Vnm，将步骤I测得的三个相电压幅值Vam, Vbm, Vcm与Vnm进行比较，
[0016]若Vam — Vnm ^ — 10% Vnm,则记Na =— I,表不A相电压发生跌落；
[0017]若一IO^VnZVam-VnmG^Vnm，则记NA = 0，表示 A 相电压正常；
[0018]若Vam — Vnm ^ 5% Vnm,则记Na = I,表不A相电压升闻；
[0019]若Vbm — Vnm ^ — 10% Vnm,则记Nb =— I,表不B相电压发生跌落；
[0020]若一10%VM<VBM — Vnm<5% Vnm,则记 Nb = 0，表示 B 相电压正常；
[0021 ] 若Vbm — Vnm≥5 % Vnm,则记Nb = I,表不AB相电压升闻；
[0022]若Vcm — Vnm ^ — 10% Vnm,则记Nc = — I,表不C相电压发生跌落；
[0023]若一10%VM<VCM — Vnm<5% Vnm,则记 Nc = 0，表示 C 相电压正常；
[0024]若Vcm — Vnm ^ 5% Vnm,则记Nc = I,表不C相电压升闻。
[0025]记Ns = Na+Nb+Nc,
[0026]若Ns = -3，则表示故障类型为发生三相短路故障；
[0027]若Ns = -2，则表示故障类型为发生两相相间短路故障；
[0028]若Ns = -1，则表示故障类型为发生两相短路接地故障；
[0029]若Ns = O,则表示无故障；
[0030]若Ns= 1，则表示故障类型为发生单相接地故障。
[0031 ] 而且，步骤3中，根据故障类型获取DVR负载侧补偿后电压时，对于单相接地故障，根据非故障两相之间线电压不变的特点，以非故障两相电压为基准，利用等边三角形计算DVR负载侧补偿后相电压。
[0032]而且，步骤3中，对于单相接地故障，利用等边三角形计算DVR负载侧补偿后相电压实现方式如下，
[0033]记跌落相为a相，记其他两相分别为b、c相，a, b，c三相与A，B, C三相之间关系如下，
[0034]若Na = — 1，则记a相为A相，b相为B相，c相为C相；
[0035]若Nb = — 1，则记a相为B相，b相为C相，c相为A相;
[0036]若Nc = — 1，则记a相为C相，b相为A相，c相为B相；
[0037]设故障后三相电压相量为UsagaJ Usagbj UsagC ? 相应幅值记为VsagaJ VsagbJ Vsagc;故障后二个线电压相量为 UsagabJ ^sagbcJ ^sagca?相应幅值记为VsagabJ VsagbcJ Vsagca;故障后三相电压相量顶点分别为a，b，c ;补偿后三相电压相量顶点分别为a’，b’，c’ ；故障前三相电压相量顶点分别为a”，b”，c” ;a，，b，，C，构成等边三角形，O点为接地点；[0038]以Usagb。为基准相量，作垂直中分线，在距中点为万/2倍Usagb。幅值处为补偿后DVR负载侧a相电压相量Urefa的端点a’，
[0039]求出Usagb与Usagbc间夹角为，
【权利要求】
1.一种中性点不接地系统中动态电压恢复器参考电压提取方法，其特征在于:包括以下步骤， 步骤1，设动态电压恢复器极限补偿电压的幅值为vm，正常运行时负载相电压的幅值为Vm,线电压的幅值为\，根据DVR系统侧A、B、C三相电压瞬时值usagA，usagB, usagC,测量故障后DVR系统侧A、B、C三相的相电压的幅值VsagA、VsagB、Vsagc与三个线电压的幅值VsagAB、VsagBC、VsagCA， 分别求三个线电压幅值中的最小值Vmin = min (Nsagm, VsagBC, VsagCA)与最大值Vmax=max (VsagAB, VsagBC, Nsagcf);所述 DVR 为动态电压恢复器； 步骤2，判断跌落能否得到补偿，判断条件如下，
Vmi?+2Vffl ^ Vl
Vmax-2Vffl ( Vl 若这两个条件任一个不满足，则判断DVR无法对该电压跌落进行有效补偿，结束流程；如果同时满足这两个条件，则继续进入步骤3 ; 步骤3，将测量得到的DVR系统侧三个相电压的幅值与相应额定值进行比较，根据比较结果，判断出无 故障时结束流程，判断出故障时根据故障类型获取DVR负载侧补偿后电压；步骤4，确定DVR各相的参考电压为步骤3所得DVR负载侧补偿后电压与故障后DVR系统侧电压的相量差。
2.根据权利要求1所述中性点不接地系统中动态电压恢复器参考电压提取方法，其特征在于:步骤3中， 设正常运行时三个相电压幅值的额定值均为Vnm，将步骤I测得的三个相电压幅值Vam, Vbm, Vcm与Vnm进行比较， 若Vam — Vnm ?10% Vnm,则记Na = — I,表不A相电压发生跌落； 若一10% VNM〈VAM — Vm<5% Vnm,则记Na = 0，表示A相电压正常； 若Vam — Vnm≥5% Vnm,则记Na = I,表不A相电压升闻； 若Vbm — Vnm ?10% Vnm,则记Nb = — I,表不B相电压发生跌落； 若一10% VNM〈VBM — Vm<5% Vnm,则记Nb = 0，表示B相电压正常； 若Vbm — Vnm≥5% Vnm,则记Nb = 1，表示AB相电压升高； 若VcM — Vnm ?10% Vnm,则记Nc = — I,表不C相电压发生跌落； 若一10% VNM<VCM — Vm<5% Vnm,则记Nc = 0，表示C相电压正常； 若Vc* — Vnm≥5% Vnm,则记Nc = I,表不C相电压升闻。
记 Ns = Na+Nb+Nc, 若Ns = -3，则表示故障类型为发生三相短路故障； 若Ns = -2，则表示故障类型为发生两相相间短路故障； 若Ns = -1，则表示故障类型为发生两相短路接地故障； 若Ns = 0，则表示无故障； 若队=1，则表示故障类型为发生单相接地故障。
3.根据权利要求2所述中性点不接地系统中动态电压恢复器参考电压提取方法，其特征在于:步骤3中，根据故障类型获取DVR负载侧补偿后电压时，对于单相接地故障，根据非故障两相之间线电压不变的特点，以非故障两相电压为基准，利用等边三角形计算DVR负载侧补偿后相电压。
4.根据权利要求3所述中性点不接地系统中动态电压恢复器参考电压提取方法，其特征在于:步骤3中，对于单相接地故障，利用等边三角形计算DVR负载侧补偿后相电压实现方式如下， 记跌落相为a相，记其他两相分别为b、c相，a, b，c三相与A，B, C三相之间关系如下， 若队=—1，则记a相为A相，b相为B相，c相为(:相； 若Nb=— 1，则记a相为B相，b相为C相，c相为A相； 若N。= 一 1，则记a相为C相，b相为A相，c相为B相； 设故障后三相电压相量为

UsagaJ Usagbj UsagC ? 相应幅值记为




VsagaJ VsagbJ Vsagc;故障后二个线电压相量为
UsagabJ ^sagbcJ ^sagca?
相应幅值记为



VsagabJ VsagbcJ Vsagca

;故障后三相电压相量顶点分别为a，b，c ;补偿后三相电压相量顶点分别为a’，b’，c’ ；故障前三相电压相量顶点分别为a”，b”，c”；a’，b’，c’构成等边三角形，O点为接地点； 以Usagb。为基准相量，作垂直中分线，在距中点为万/2倍Usagb。幅值处为补偿后DVR负载侧a相电压相量Urefa的端点a’, 求出
Usagb ^sagbc 间夹角为，

5.根据权利要求2所述中性点不接地系统中动态电压恢复器参考电压提取方法，其特征在于:步骤3中，根据故障类型获取DVR负载侧补偿后电压时，对于两相短路接地故障，以非故障相跌落前的电压为基准，利用等边三角形计算DVR负载侧补偿后其它两相电压。
6.根据权利要求5所述中性点不接地系统中动态电压恢复器参考电压提取方法，其特征在于:步骤3中，对于两相短路接地故障，利用等边三角形计算DVR负载侧补偿后其它两相电压实现方式如下， 记非跌落相为a相,根据相位关系记其他两相分别为b、c相，a, b, c三相与A, B, C三相之间关系如下， 若Na= 1，则记a相为A相，b相为B相，c相为C相； 若Nb = 1，则记a相为B相，b相为C相，c相为A相;若N。= 1，则记a相为C相，b相为A相，c相为B相； 设故障后三相电压相量为UsagaJ Usagbj UsagC ? 相应幅值记为VsagaJ VsagbJ Vsagc;故障后二个线电压相量为Usagab, Usagbc, Usagca,相应幅值记为Vsagab, Vsagbc, Vsagca ;故障后三相电压相量顶点分别为a，b，c ;补偿后三相电压相量顶点分别为a’，b’，c’ ；故障前三相电压相量顶点分别为a”，b”，c” ;a’，b’，c’构成等边三角形，O点为接地点，Z为Usagbc的中点； 故障发生后，以故障前DVR系统侧a相电压相量Uprea为基准进行计算，(2Usaga UsagI3 Usagc) /3 UpreaJ 以跌落后DVR系统侧a相电压相量Uprea的顶点a构造等边三角形，该等边三角形的三条边则对应于补偿后DVR负载侧三个线电压相量，利用三角形函数求取如下，
【文档编号】G01R31/02GK103926451SQ201410176907
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月29日 优先权日:2014年4月29日
【发明者】杨金涛, 乐健, 张广怡, 刘阳 申请人:武汉大学