可控电压源的输出电压的控制方法及装置、设备及介质与流程

本发明涉及配电系统，尤其涉及一种可控电压源的输出电压的控制方法及装置、设备及介质。

背景技术：

1、我国电压等级高于6kv的中压配电网络大多数采用非有效接地系统。配电网络深入用户终端的人口活动密集区，设备量多、覆盖范围广泛，并且运行环境复杂多变，导致接地故障频发。配电网接地故障中，单相接地故障占85％以上。自1916年消弧线圈被发明，并应用于电网系统以来，消弧线圈已在全世界各地配电网中得到了广泛应用。随着技术的不断发展，消弧线圈在自动化程度和调谐能力方面取得了显著进步。然而，在实际应用中，仍然存在一些问题，如下所述：首先，消弧线圈的补偿目标是将故障电流抑制到10a以下，但在系统带故障运行时，数安培的残流和上千伏的跨步电压可能会引发火灾事故和人身安全事故。其次，工程应用中，调匝式消弧线圈占比较大，其调节档位少，补偿精度低，补偿容量较大时故障残流大。此外，三相电压不平衡状态下，中性点位移电压可能导致消弧线圈最佳脱谐度远离谐振点，从而使故障残流值增大。随着城市配电网容量的不断增大，大量消弧线圈的冗余容量已被消耗，导致欠补偿状态，故障残流值较大，需要采用经济可靠的扩容改造方案来解决这一问题。

2、为了解决消弧线圈补偿精度低、复杂工况下残流大的问题，已经提出了多种基于现代电力电子技术的有源全补偿方法。其中，最具代表性的是一种接地故障全中和器(ground fault neutralizer，gfn)。该方法通过有源电流源补偿器向系统中性点注入电流，从而补偿接地故障点电流。然而，该方法中的接地故障残流无法直接获得，需要通过系统对地分布参数计算残流数值，这样会存在偏差较大的情况。

3、在工程实际中，由于测量误差、系统状态的微小变化，难以精确的获得系统对地分布阻抗、消弧线圈阻抗等，因此目前的补偿方式有待改进。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种可控电压源的输出电压的控制方法及装置、设备及介质，可以解决现有技术中的接地故障补偿的故障补偿效率较低的问题。

2、为实现上述目的，本发明第一方面提供一种可控电压源的输出电压的控制方法，所述方法包括：

3、在配电系统发生单相接地故障时，按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿，所述初始补偿数据至少包括所述当前输出电压的当前电压幅值；

4、确定所述单相接地故障的故障相的当前残余电压；

5、根据所述当前残余电压以及预设残余电压阈值，确定当前补偿状态；

6、若所述当前补偿状态为异常补偿状态，则利用所述当前残余电压、当前输出电压的当前电压幅值以及预设的比例积分控制器进行所述初始补偿数据的修正处理，确定修正后的目标补偿数据；

7、利用所述目标补偿数据更新所述初始补偿数据，并返回执行所述按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿的步骤，直至所述单相接地故障消失，则控制所述可控电压源退出对所述配电系统的故障补偿。

8、在一种可行实现方式中，所述目标补偿数据至少包括当前输出电压的目标电压幅值，则所述利用所述当前残余电压、当前输出电压的当前电压幅值以及预设的比例积分控制器进行所述初始补偿数据的修正处理，确定修正后的目标补偿数据，包括：

9、将所述当前电压幅值以及所述当前残余电压的有效值输入所述比例积分控制器进行当前电压幅值的修正处理，确定所述目标电压幅值。

10、在一种可行实现方式中，所述目标补偿数据还包括输出电压的目标调节方向，则所述利用所述当前残余电压、当前输出电压的当前电压幅值以及预设的比例积分控制器进行所述初始补偿数据的修正处理，确定修正后的目标补偿数据，还包括：

11、确定所述当前残余电压与所述当前残余电压的前一个残余电压之间的第一差值，所述第一差值用于反映当前残余电压的残压变化方向；

12、确定所述当前输出电压的电压幅值与所述当前输出电压的前一个输出电压的电压幅值之间的第二差值，所述第二差值用于反映当前电压幅值的当前调节方向；

13、根据所述第一差值以及所述第二差值，确定所述目标调节方向。

14、在一种可行实现方式中，所述根据所述第一差值以及所述第二差值，确定所述目标调节方向，包括：

15、当所述第一差值大于0，且所述第二差值小于0，则确定所述目标调节方向为增大输出电压幅值；

16、当所述第一差值大于0，且所述第二差值大于0，则确定所述目标调节方向为减小输出电压幅值；

17、当所述第一差值小于0，且所述第二差值小于0，则确定所述目标调节方向为减小输出电压幅值；

18、当所述第一差值小于0，且所述第二差值大于0，则确定所述目标调节方向为增大输出电压幅值；

19、当所述第一差值或所述第二差值中任意一个等于0，则确定所述目标调节方向为当前调节方向，所述当前调节方向为增大或减小输出电压幅值。

20、在一种可行实现方式中，所述将所述当前电压幅值以及所述当前残余电压的有效值输入所述比例积分控制器进行当前电压幅值的修正处理，确定所述目标电压幅值，包括：

21、将所述当前残余电压的有效值输入所述比例积分控制器，确定所述比例积分控制器的第一输出，所述第一输出为所述当前残余电压的有效值与当前调节方向进行相乘处理得到的；

22、将所述第一输出以及当前电压幅值输入所述比例积分控制器，确定所述比例积分控制器的第二输出，所述第二输出为所述第一输出与当前电压幅值进行叠加得到的；

23、将所述第二输出确定为所述目标电压幅值。

24、在一种可行实现方式中，所述根据所述当前残余电压以及预设残余电压阈值，确定当前补偿状态，包括：

25、当所述当前残余电压大于所述预设残余电压阈值，则确定当前补偿状态为异常补偿状态；

26、当所述当前残余电压小于等于所述预设残余电压阈值，则确定当前补偿状态为正常补偿状态。

27、在一种可行实现方式中，所述根据所述当前残余电压以及预设残余电压阈值，确定当前补偿状态，之后还包括：

28、若所述当前补偿状态为正常补偿状态，则继续执行所述按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿的步骤。

29、为实现上述目的，本发明第二方面提供一种可控电压源的输出电压的控制装置，所述装置包括：

30、第一补偿模块：用于在配电系统发生单相接地故障时，按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿，所述初始补偿数据至少包括所述当前输出电压的当前电压幅值；

31、残压确定模块：用于确定所述单相接地故障的故障相的当前残余电压；

32、状态确定模块：用于根据所述当前残余电压以及预设残余电压阈值，确定当前补偿状态；

33、异常修正模块：用于若所述当前补偿状态为异常补偿状态，则利用所述当前残余电压、当前输出电压的当前电压幅值以及预设的比例积分控制器进行所述初始补偿数据的修正处理，确定修正后的目标补偿数据；

34、第二补偿模块：用于利用所述目标补偿数据更新所述初始补偿数据，并返回执行所述按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿的步骤，直至所述单相接地故障消失，则控制所述可控电压源退出对所述配电系统的故障补偿。

35、为实现上述目的，本发明第三方面提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如第一方面及任一可行实现方式所示方法的步骤。

36、为实现上述目的，本发明第四方面提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器如第一方面及任一可行实现方式所示方法的步骤。

37、采用本发明实施例，具有如下有益效果：

38、本发明提供一种可控电压源的输出电压的控制方法，方法包括：在配电系统发生单相接地故障时，按照预设的初始补偿数据控制可控电压源的当前输出电压，以对配电系统进行故障补偿，初始补偿数据至少包括当前输出电压的当前电压幅值；确定单相接地故障的故障相的当前残余电压；根据当前残余电压以及预设残余电压阈值，确定当前补偿状态；若当前补偿状态为异常补偿状态，则利用当前残余电压、当前输出电压的当前电压幅值以及预设的比例积分控制器进行初始补偿数据的修正处理，确定修正后的目标补偿数据；利用目标补偿数据更新初始补偿数据，并返回执行按照预设的初始补偿数据控制可控电压源的当前输出电压，以对配电系统进行故障补偿的步骤，直至单相接地故障消失，则控制可控电压源退出对配电系统的故障补偿。通过上述方式控制可控电压源的输出电压进行单相接地故障的补偿，且通过基于故障相的残余电压的pi控制调整可控电压源的输出电压幅值，不依赖于不平衡电源、零序电压和可控电压源电流角差等参数的准确计算，即可进行接地故障补偿，减少了复杂的参数运算，可以提高故障补偿效率，且可以达到使接地故障点残流及故障相残压接近零等可靠消弧的效果，完成故障消除，保证了故障补偿准确度。