基于双环控制的配电网接地故障有源电压熄弧方法

本发明涉及继电保护，尤其涉及一种基于双环控制的配电网接地故障有源电压熄弧方法。

背景技术：

1、在配电网接地故障的消弧的相关技术方案中，根据控制对象的类型可以分为电压型消弧和电流型消弧，电压型消弧是把故障相电压降为零，电流型消弧则是把故障点电流降为零。

2、对于电压型消弧，其通常适用于高阻故障，对金属性的低阻故障消弧效果不理想；对于电流型消弧，其通常适用于低阻故障，对高阻故障效果不理想。

3、由于两种消弧方式均存在各自不适用的故障工况，因此，需要一种能够同时适用于高阻故障和低阻故障的方法，来提升配电网接地故障的消弧方式的适用性，从而保障配电网安全、可靠运行。

4、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种基于双环控制的配电网接地故障有源电压熄弧方法，旨在解决如何提升配电网接地故障的消弧方式的适用性的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种基于双环控制的配电网接地故障有源电压熄弧方法，所述方法包括：

3、在检测到配电网出现单相接地故障时，确定目标故障相；

4、获取中性点对地电压值，基于所述中性点对地电压值调节所述目标故障相的电压；

5、获取调整后的所述目标故障相的电压输出的电流值；

6、基于双环控制法向所述配电网的中性点补偿满足所述电流值的注入电流，以使所述配电网的接地点电流以及故障相电压置零。

7、可选地，双环包括内环和外环，所述基于双环控制法向所述配电网的中性点补偿满足所述电流值的注入电流的步骤包括：

8、通过所述内环上设置的比例积分微分控制器调整中性点电流，以使中性点电流值接近所述电流值；以及，

9、通过所述外环上设置的电流补偿控制器，向所述配电网的电容器输出满足所述电流值的电感值，以使所述中性点电流值处于所述电流值关联的浮动区间。

10、可选地，所述确定目标故障相的步骤包括：

11、确定各个所述电压值中的最小电压值，将各个所述最小电压值对应的相，确定为所述目标故障相；或者，

12、获取各相的电压波形的相位差，并确定所述相位差是否符合预设相位差阈值，若否，将所述相位差不符合所述预设相位差阈值的相，确定为目标故障相。

13、可选地，所述基于所述中性点对地电压值调节所述目标故障相的电压的步骤包括：

14、获取所述目标故障相的当前电压值，并确定所述当前电压值的相反数；

15、基于负反馈调节方式，调节所述目标故障相的电压，直至所述当前电压值的相反数与所述中性点对地电压值相同。

16、可选地，所述确定目标故障相的步骤之前，还包括：

17、获取所述配电网中的中性点电压值和母线电压值；

18、根据所述母线电压值和预设比例系数，确定故障电压阈值；

19、确定所述中性点电压值是否大于或等于所述故障电压阈值；

20、若是，判断所述配电网出现单相接地故障；

21、否则，判断所述配电网未出现所述单相接地故障。

22、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种继电系统，应用于如上任一项所述的基于双自抗扰控制的配电网接地故障有源电压熄弧程序，所述继电系统包括：

23、数据采集模块，用于获取中性点对地电压值，以及用于获取目标故障相的电压置零时故障相输出的电流值；

24、故障判别模块，用于在检测到配电网出现单相接地故障时，确定目标故障相；

25、闭环自愈控制模块，用于基于所述中性点对地电压调节所述目标故障相的电压，以及用于向所述配电网的中性点补偿满足所述电流值的注入电流。

26、可选地，所述故障判别模块还包括：

27、第一故障判别模块，用于确定各个所述电压值中的最小电压值，将各个所述最小电压值对应的相，确定为所述目标故障相；

28、第二故障判别模块，用于获取各相的电压波形的相位差，确定所述相位差是否符合预设相位差阈值，若否，将所述相位差不符合所述预设相位差阈值的相，确定为目标故障相。

29、可选地，所述闭环自愈控制模块还包括：

30、调节值确定模块，用于获取所述目标故障相的当前电压值，并确定所述当前电压值的相反数；

31、负反馈调节模块，用于基于负反馈调节方式，调节所述目标故障相的电压，直至所述当前电压值的相反数与所述中性点对地电压值相同。

32、可选地，所述继电系统还包括保护启动模块，所述保护启动模块包括：

33、电阻采集单元，用于获取所述配电网中的中性点电压值和母线电压值；

34、电压阈值计算单元，用于根据所述母线电压值和预设比例系数，确定故障电压阈值，以及确定所述中性点电压值是否大于或等于所述故障电压阈值；

35、故障判断单元，用于若中性点电压值大于或等于所述故障电压阈值，判断所述配电网出现接地故障，否则，判断所述配电网未出现所述单相接地故障。

36、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有基于双环控制的配电网接地故障有源电压熄弧程序，所述基于双环控制的配电网接地故障有源电压熄弧程序被处理器执行时实现如上所述的基于双环控制的配电网接地故障有源电压熄弧程序方法的步骤。

37、本发明实施例提供一种基于双环控制的配电网接地故障有源电压熄弧方法，在配电网的故障发生时刻，继电系统基于中性点对地电压值调整目标故障相的电压，从而确定出最佳的注入电流大小之后，通过双环控制方式向配电网中性点注入该电流，从而将故障相电压与故障点电流置为零，保障配电网安全、可靠运行。

技术特征：

1.一种基于双环控制的配电网接地故障有源电压熄弧方法，其特征在于，所述基于双环控制的配电网接地故障有源电压熄弧方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，双环包括内环和外环，所述基于双环控制法向所述配电网的中性点补偿满足所述电流值的注入电流的步骤包括：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定目标故障相的步骤包括：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述中性点对地电压值调节所述目标故障相的电压的步骤包括：

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定目标故障相的步骤之前，还包括：

6.一种继电系统，其特征在于，应用于如权利要求1至5中任一项所述的基于双环控制的配电网接地故障有源电压熄弧程序，所述继电系统包括：

7.如权利要求6所述的继电系统，其特征在于，所述故障判别模块还包括：

8.如权利要求6所述的继电系统，其特征在于，所述闭环自愈控制模块还包括：

9.如权利要求6所述的继电系统，其特征在于，所述继电系统还包括保护启动模块，所述保护启动模块包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有基于双环控制的配电网接地故障有源电压熄弧程序，所述基于双环控制的配电网接地故障有源电压熄弧程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的基于双环控制的配电网接地故障有源电压熄弧程序方法的步骤。

技术总结
本发明涉及继电保护技术领域，尤其涉及一种基于双环控制的配电网接地故障有源电压熄弧方法。所述方法包括：在检测到配电网出现单相接地故障时，确定目标故障相；获取中性点对地电压值，基于所述中性点对地电压值调节所述目标故障相的电压；获取调整后的所述目标故障相的电压输出的电流值；基于双环控制法向所述配电网的中性点补偿满足所述电流值的注入电流，以使所述配电网的接地点电流以及故障相电压置零。旨在解决如何提升配电网接地故障的消弧方式的适用性的问题。

技术研发人员：束洪春,王博文,董俊,唐玉涛
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21