一种有源接地补偿器控制方法与流程

本申请涉及电网系统单相有源补偿技术领域，尤其涉及一种有源接地补偿器控制方法。

背景技术：

在配电网中，单相接地故障是发生概率最高的系统故障。当发生单相接地故障时，将导致弧光过电压、接地过电压、接地点电弧不能熄灭、触电风险高等问题。消弧线圈可熄灭接地电弧，采用小电阻接地方式配合继电保护可实现接地故障的快速隔离，但上述解决方式均不能兼顾供电可靠性和人身安全这对固有矛盾。

相关技术中，通过有源接地补偿器在系统中性点施加补偿电压或注入补偿电流，能够实现完全补偿接地电流，达到熄灭接地电弧的效果，使配电网系统可带故障运行，同时接地点电压较低，触电事故发生概率大幅降低，能够有效解决供电可靠性与人身安全矛盾。

当有源接地补偿器运行于电压源模式时，可输出补偿电压，当有源补偿器运行于电流源模式时，可输出补偿电流，然而，有源接地补偿器运行于电压源模式和电流源模式均各有缺点，例如，当有源接地补偿器运行于电压源模式，电压源型有源补偿器输出电压的微小波动就会造成控制偏差，引起接地点残流的大幅变化；而当有源接地补偿器运行于电流源模式时，当回路阻抗较大时，输出电流控制较为困难。

技术实现要素：

本申请提供了一种有源接地补偿器控制方法，以解决现有有源接地补偿器控制难度大的问题。

本申请提供了一种有源接地补偿器控制方法，该方法包括：

计算系统对地分布电容和单相接地时的系统接地过渡电阻；

根据所述系统接地过渡电阻和系统对地分布电容计算第一特征参数；

判断所述第一特征参数是否大于或等于预设阈值；

如果所述第一特征参数大于或等于所述预设阈值，将所述有源接地补偿器设置为电压源模式；

如果所述第一特征参数小于所述预设阈值，将所述有源接地补偿器设置为电流源模式。

可选地，其特征在于，所述预设阈值包括0.3。

可选地，根据所述系统接地过渡电阻、系统对地分布电容计算第一特征参数，包括：当所述有源接地补偿器不含补偿电感时，根据计算第一特征参数，其中，δ为所述第一特征参数，rd为所述系统接地过渡电阻，ω为系统电压角频率，c为所述系统对地分布电容。

可选地，根据所述系统接地过渡电阻、系统对地分布电容计算第一特征参数，包括：当所述有源接地补偿器含有补偿电感时，根据计算第一特征参数，其中，δ为所述第一特征参数，rd为所述系统接地过渡电阻，ω为系统电压角频率，l为所述补偿电感的感抗值，c为所述系统对地分布电容。

可选地，所述方法还包括：

根据所述有源接地补偿器工作在电压源模式，利用所述有源接地补偿器输出补偿电压到系统中性点，其中，所述补偿电压为接地相在单相接地故障发生前相电压的反相电压。

可选地，所述方法还包括：

根据所述有源接地补偿器工作在电流源模式，利用所述有源接地补偿器输出补偿电流到系统中性点，其中，当所述有源接地补偿器含有补偿电感时，根据计算得到所述补偿电流，当所述有源接地补偿器不含有补偿电感时，根据计算得到所述补偿电流，icom为为接地相在发生接地前的相电压，ω为系统电压角频率，l为所述补偿电感的感抗值，c为所述系统对地分布电容。

本申请提供的有源接地补偿器控制方法的有益效果包括：

本申请实施例提供的有源接地补偿器控制方法，根据系统对地分布电容和单相接地时的系统接地过渡电阻，计算得到第一特征参数，根据第一特征参数在第一阈值范围内，将有源接地补偿器设置为电压源模式，根据第一特征参数在第二阈值范围内，将有源接地补偿器设置为电流源模式，使得有源接地补偿器能够根据当前的系统状态，选择合适的电压源或电流源对系统进行有源补偿，有利于提高补偿控制效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种有源接地补偿器控制方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

参见图1，为本申请实施例提供的一种有源接地补偿器控制方法的流程示意图，如图1所示，本申请实施例提供的有源接地补偿器控制方法，包括以下步骤：

步骤s110：计算系统对地分布电容和单相接地时的系统接地过渡电阻。

本实施例中，系统对地分布电容和单相接地时的系统接地过渡电阻采用现有常规方法计算即可。

步骤s120：根据系统接地过渡电阻和系统对地分布电容计算第一特征参数。

本申请实施例使用的有源接地补偿器分为两种，一种是含有补偿电感的有源接地补偿器，一种是不含有补偿电感的有源补偿器，后续计算也根据有源接地补偿器的不同而略有不同。

当有源接地补偿器不含补偿电感时，根据下式计算第一特征参数：

(1)式中，δ为第一特征参数，rd为系统接地过渡电阻，ω为系统电压角频率，c为系统对地分布电容。

当有源接地补偿器含有补偿电感时，根据下式计算第一特征参数：

(2)式中，δ为第一特征参数，rd为系统接地过渡电阻，ω为系统电压角频率，l为补偿电感的感抗值，c为系统对地分布电容。

步骤s130：判断第一特征参数是否大于或等于预设阈值。

本申请实施例中，预设阈值为0.3。根据(1)式或(2)式，第一特征参数的取值范围为0～1，本申请实施例设置的预设阈值为0.3，是通过仿真得到的一个较佳数值，设置预设阈值为0.3，将第一特征参数的取值范围划分成了两个范围，一个是[0.3，1]，记为第一阈值范围，另一个是[0,0.3)，记为第二阈值范围为[0,0.3)。

判断第一特征参数是否大于或等于预设阈值，即判断第一特性参数是属于第一阈值范围还是属于第二阈值范围。

步骤s140：如果第一特征参数大于或等于预设阈值，将有源接地补偿器设置为电压源模式。

如果第一特征参数属于第一阈值范围，则将有源接地补偿器设置为电压源模式。

步骤s150：根据有源接地补偿器工作在电压源模式，利用有源接地补偿器输出补偿电压到系统中性点。

当有源接地补偿器工作在电压源模式(或称为电压跟踪模式)时，通过有源接地补偿器输出补偿电压到系统中性点，其中，补偿电压为接地相在单相接地故障发生前相电压的反相电压，相电压可通过电压互感器和测量模块测量获得。

步骤s160：如果第一特征参数小于预设阈值，将有源接地补偿器设置为电流源模式。

如果第一特征参数属于第二阈值范围，则将有源接地补偿器设置为电流源模式。

步骤s170：根据有源接地补偿器工作在电流源模式，利用有源接地补偿器输出补偿电流到系统中性点。

当有源接地补偿器工作在电流源模式(或称为电流跟踪模式)时，通过有源接地补偿器输出补偿电流到系统中性点，其中，补偿电流的计算方法如下：

当有源接地补偿器不含有补偿电感时，根据下式计算第一特征参数：

(3)式中，icom为为接地相在发生接地前的相电压，ω为系统电压角频率，c为系统对地分布电容。

当有源接地补偿器含有补偿电感时，根据下式计算第一特征参数：

(4)式中，icom为为接地相在发生接地前的相电压，ω为系统电压角频率，l为补偿电感的感抗值，c为系统对地分布电容。

由上述实施例可见，本申请实施例提供的有源接地补偿器控制方法，根据系统对地分布电容和单相接地时的系统接地过渡电阻，计算得到第一特征参数，根据第一特征参数在第一阈值范围内，将有源接地补偿器设置为电压源模式，根据第一特征参数在第二阈值范围内，将有源接地补偿器设置为电流源模式，使得有源接地补偿器能够根据当前的系统状态，选择合适的电压源或电流源对系统进行有源补偿，有利于提高补偿的精度，降低有源补偿控制难度，提高补偿控制效果。

由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。