中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器參考電壓提取方法
【專利摘要】一種中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器參考電壓提取方法，包括測(cè)量故障后DVR系統(tǒng)側(cè)A、B、C三相的相電壓的幅值與三個(gè)線電壓的幅值，分別求三個(gè)線電壓幅值中的最小值與最大值，并用來(lái)判斷跌落能否得到補(bǔ)償，能夠則將測(cè)量得到的DVR系統(tǒng)側(cè)三個(gè)相電壓的幅值與相應(yīng)額定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，判斷出無(wú)故障時(shí)結(jié)束流程，判斷出故障時(shí)根據(jù)故障類型獲取DVR負(fù)載側(cè)補(bǔ)償后電壓；確定DVR各相的參考電壓為DVR負(fù)載側(cè)補(bǔ)償后電壓與故障后DVR系統(tǒng)側(cè)電壓的相量差。只需檢測(cè)DVR系統(tǒng)側(cè)相電壓與線電壓的幅值就能得到DVR需要補(bǔ)償?shù)碾妷?，易于?shí)現(xiàn)，對(duì)于提高中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中DVR的實(shí)用化水平具有重要實(shí)用價(jià)值。
【專利說(shuō)明】中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器參考電壓提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器參考電壓提取方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電壓跌落問(wèn)題是目前配電網(wǎng)中發(fā)生最頻繁，影響最嚴(yán)重的電能質(zhì)量問(wèn)題之一，動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器(Dynamic Voltage Restorer, DVR)被認(rèn)為是治理電壓跌落問(wèn)題最為有效的手段。造成電壓跌落的原因很多，包括系統(tǒng)短路故障、電容器組的投切及大容量感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)等。其中危害性較大的主要是由配電網(wǎng)中的各種短路故障所引起的。在6-35kV配電網(wǎng)中多采用中性點(diǎn)非有效接地方式，其不對(duì)稱故障引起的電壓跌落有其特殊性，且低壓負(fù)荷側(cè)感受到的電壓主要取決于中高壓配網(wǎng)的線電壓。因此，在不接地系統(tǒng)裝對(duì)DVR的要求是保證線電壓額定，而對(duì)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器而言，在保障負(fù)載側(cè)線電壓額定前提下輸出電壓越小越小越好。
[0003]在目前的DVR的參考電壓提取方法中，無(wú)論是完全補(bǔ)償、同相補(bǔ)償還是最小能量補(bǔ)償法，其目標(biāo)都是將單相電壓補(bǔ)償至滿足負(fù)荷要求的范圍內(nèi)。對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中不對(duì)稱故障所引起的非故障相電壓暫升，則有兩種處理方法，一種是不進(jìn)行處理，但這種以相電壓為目標(biāo)的參考電壓計(jì)算方式補(bǔ)償后負(fù)載的線電壓必然不平衡；如果進(jìn)行處理，則會(huì)引起DVR吸收有功功率，造成直流側(cè)電壓升高而危害。
[0004]因此，若能設(shè)計(jì)一種結(jié)合中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中電壓跌落特征的DVR的參考電壓提取方法，只治理故障相的電壓暫降就實(shí)現(xiàn)負(fù)載側(cè)線電壓的額定，在滿足電壓跌落過(guò)程中補(bǔ)償負(fù)載電壓的同時(shí)，降低對(duì)DVR輸出電壓能力的要求，不出現(xiàn)負(fù)載相電壓的明顯升高，對(duì)于提高中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中DVR的實(shí)用化水平具有重要實(shí)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器參考電壓的提取方法。該方法使得DVR能滿足中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中對(duì)電壓跌落的治理需求。
[0006]本發(fā)明技術(shù)方案提供一種中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器參考電壓提取方法，包括以下步驟，
[0007]步驟1，設(shè)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器極限補(bǔ)償電壓的幅值為Vm，正常運(yùn)行時(shí)負(fù)載相電壓的幅值為VM，線電壓的幅值為\，根據(jù)DVR系統(tǒng)側(cè)A、B、C三相電壓瞬時(shí)值usagA，usagB, usagC,測(cè)量故障后DVR系統(tǒng)側(cè)A、B、C三相的相電壓的幅值VsagA、VsagB、Vsagc與三個(gè)線電壓的幅值VsagAB、VsagBC、VsagCA， 分別求三個(gè)線電壓幅值中的最小值Vmin = min (Nsagm, VsagBC, VsagCA)與最大值Vmax=max (VsagAB, VsagBC, Nsagcf);所述 DVR 為動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器；
[0008]步驟2，判斷跌落能否得到補(bǔ)償，判斷條件如下，
[0009]Vfflin+2Vffl ≥ Vl
[0010]Vfflax-2Vffl ≤Vl[0011]若這兩個(gè)條件任一個(gè)不滿足，則判斷DVR無(wú)法對(duì)該電壓跌落進(jìn)行有效補(bǔ)償，結(jié)束流程；如果同時(shí)滿足這兩個(gè)條件，則繼續(xù)進(jìn)入步驟3 ；
[0012]步驟3，將測(cè)量得到的DVR系統(tǒng)側(cè)三個(gè)相電壓的幅值與相應(yīng)額定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，判斷出無(wú)故障時(shí)結(jié)束流程，判斷出故障時(shí)根據(jù)故障類型獲取DVR負(fù)載側(cè)補(bǔ)償后電壓；
[0013]步驟4，確定DVR各相的參考電壓為步驟3所得DVR負(fù)載側(cè)補(bǔ)償后電壓與故障后DVR系統(tǒng)側(cè)電壓的相量差。
[0014]而且,步驟3中，
[0015]設(shè)正常運(yùn)行時(shí)三個(gè)相電壓幅值的額定值均為Vnm，將步驟I測(cè)得的三個(gè)相電壓幅值Vam, Vbm, Vcm與Vnm進(jìn)行比較，
[0016]若Vam — Vnm ^ — 10% Vnm,則記Na =— I,表不A相電壓發(fā)生跌落；
[0017]若一IO^VnZVam-VnmG^Vnm，則記NA = 0，表示 A 相電壓正常；
[0018]若Vam — Vnm ^ 5% Vnm,則記Na = I,表不A相電壓升聞；
[0019]若Vbm — Vnm ^ — 10% Vnm,則記Nb =— I,表不B相電壓發(fā)生跌落；
[0020]若一10%VM<VBM — Vnm<5% Vnm,則記 Nb = 0，表示 B 相電壓正常；
[0021 ] 若Vbm — Vnm≥5 % Vnm,則記Nb = I,表不AB相電壓升聞；
[0022]若Vcm — Vnm ^ — 10% Vnm,則記Nc = — I,表不C相電壓發(fā)生跌落；
[0023]若一10%VM<VCM — Vnm<5% Vnm,則記 Nc = 0，表示 C 相電壓正常；
[0024]若Vcm — Vnm ^ 5% Vnm,則記Nc = I,表不C相電壓升聞。
[0025]記Ns = Na+Nb+Nc,
[0026]若Ns = -3，則表示故障類型為發(fā)生三相短路故障；
[0027]若Ns = -2，則表示故障類型為發(fā)生兩相相間短路故障；
[0028]若Ns = -1，則表示故障類型為發(fā)生兩相短路接地故障；
[0029]若Ns = O,則表示無(wú)故障；
[0030]若Ns= 1，則表示故障類型為發(fā)生單相接地故障。
[0031 ] 而且，步驟3中，根據(jù)故障類型獲取DVR負(fù)載側(cè)補(bǔ)償后電壓時(shí)，對(duì)于單相接地故障，根據(jù)非故障兩相之間線電壓不變的特點(diǎn)，以非故障兩相電壓為基準(zhǔn)，利用等邊三角形計(jì)算DVR負(fù)載側(cè)補(bǔ)償后相電壓。
[0032]而且，步驟3中，對(duì)于單相接地故障，利用等邊三角形計(jì)算DVR負(fù)載側(cè)補(bǔ)償后相電壓實(shí)現(xiàn)方式如下，
[0033]記跌落相為a相，記其他兩相分別為b、c相，a, b，c三相與A，B, C三相之間關(guān)系如下，
[0034]若Na = — 1，則記a相為A相，b相為B相，c相為C相；
[0035]若Nb = — 1，則記a相為B相，b相為C相，c相為A相;
[0036]若Nc = — 1，則記a相為C相，b相為A相，c相為B相；
[0037]設(shè)故障后三相電壓相量為UsagaJ Usagbj UsagC ? 相應(yīng)幅值記為VsagaJ VsagbJ Vsagc;故障后二個(gè)線電壓相量為 UsagabJ ^sagbcJ ^sagca?相應(yīng)幅值記為VsagabJ VsagbcJ Vsagca;故障后三相電壓相量頂點(diǎn)分別為a，b，c ;補(bǔ)償后三相電壓相量頂點(diǎn)分別為a’，b’，c’ ；故障前三相電壓相量頂點(diǎn)分別為a”，b”，c” ;a，，b，，C，構(gòu)成等邊三角形，O點(diǎn)為接地點(diǎn)；[0038]以Usagb。為基準(zhǔn)相量，作垂直中分線，在距中點(diǎn)為萬(wàn)/2倍Usagb。幅值處為補(bǔ)償后DVR負(fù)載側(cè)a相電壓相量Urefa的端點(diǎn)a’，
[0039]求出Usagb與Usagbc間夾角為，
【權(quán)利要求】
1.一種中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器參考電壓提取方法，其特征在于:包括以下步驟， 步驟1，設(shè)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器極限補(bǔ)償電壓的幅值為vm，正常運(yùn)行時(shí)負(fù)載相電壓的幅值為Vm,線電壓的幅值為\，根據(jù)DVR系統(tǒng)側(cè)A、B、C三相電壓瞬時(shí)值usagA，usagB, usagC,測(cè)量故障后DVR系統(tǒng)側(cè)A、B、C三相的相電壓的幅值VsagA、VsagB、Vsagc與三個(gè)線電壓的幅值VsagAB、VsagBC、VsagCA， 分別求三個(gè)線電壓幅值中的最小值Vmin = min (Nsagm, VsagBC, VsagCA)與最大值Vmax=max (VsagAB, VsagBC, Nsagcf);所述 DVR 為動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器； 步驟2，判斷跌落能否得到補(bǔ)償，判斷條件如下，
Vmi?+2Vffl ^ Vl
Vmax-2Vffl ( Vl 若這兩個(gè)條件任一個(gè)不滿足，則判斷DVR無(wú)法對(duì)該電壓跌落進(jìn)行有效補(bǔ)償，結(jié)束流程；如果同時(shí)滿足這兩個(gè)條件，則繼續(xù)進(jìn)入步驟3 ; 步驟3，將測(cè)量得到的DVR系統(tǒng)側(cè)三個(gè)相電壓的幅值與相應(yīng)額定值進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，判斷出無(wú) 故障時(shí)結(jié)束流程，判斷出故障時(shí)根據(jù)故障類型獲取DVR負(fù)載側(cè)補(bǔ)償后電壓；步驟4，確定DVR各相的參考電壓為步驟3所得DVR負(fù)載側(cè)補(bǔ)償后電壓與故障后DVR系統(tǒng)側(cè)電壓的相量差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器參考電壓提取方法，其特征在于:步驟3中， 設(shè)正常運(yùn)行時(shí)三個(gè)相電壓幅值的額定值均為Vnm，將步驟I測(cè)得的三個(gè)相電壓幅值Vam, Vbm, Vcm與Vnm進(jìn)行比較， 若Vam — Vnm ?10% Vnm,則記Na = — I,表不A相電壓發(fā)生跌落； 若一10% VNM〈VAM — Vm<5% Vnm,則記Na = 0，表示A相電壓正常； 若Vam — Vnm≥5% Vnm,則記Na = I,表不A相電壓升聞； 若Vbm — Vnm ?10% Vnm,則記Nb = — I,表不B相電壓發(fā)生跌落； 若一10% VNM〈VBM — Vm<5% Vnm,則記Nb = 0，表示B相電壓正常； 若Vbm — Vnm≥5% Vnm,則記Nb = 1，表示AB相電壓升高； 若VcM — Vnm ?10% Vnm,則記Nc = — I,表不C相電壓發(fā)生跌落； 若一10% VNM<VCM — Vm<5% Vnm,則記Nc = 0，表示C相電壓正常； 若Vc* — Vnm≥5% Vnm,則記Nc = I,表不C相電壓升聞。
記 Ns = Na+Nb+Nc, 若Ns = -3，則表示故障類型為發(fā)生三相短路故障； 若Ns = -2，則表示故障類型為發(fā)生兩相相間短路故障； 若Ns = -1，則表示故障類型為發(fā)生兩相短路接地故障； 若Ns = 0，則表示無(wú)故障； 若隊(duì)=1，則表示故障類型為發(fā)生單相接地故障。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器參考電壓提取方法，其特征在于:步驟3中，根據(jù)故障類型獲取DVR負(fù)載側(cè)補(bǔ)償后電壓時(shí)，對(duì)于單相接地故障，根據(jù)非故障兩相之間線電壓不變的特點(diǎn)，以非故障兩相電壓為基準(zhǔn)，利用等邊三角形計(jì)算DVR負(fù)載側(cè)補(bǔ)償后相電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器參考電壓提取方法，其特征在于:步驟3中，對(duì)于單相接地故障，利用等邊三角形計(jì)算DVR負(fù)載側(cè)補(bǔ)償后相電壓實(shí)現(xiàn)方式如下， 記跌落相為a相，記其他兩相分別為b、c相，a, b，c三相與A，B, C三相之間關(guān)系如下， 若隊(duì)=—1，則記a相為A相，b相為B相，c相為(:相； 若Nb=— 1，則記a相為B相，b相為C相，c相為A相； 若N。= 一 1，則記a相為C相，b相為A相，c相為B相； 設(shè)故障后三相電壓相量為

UsagaJ Usagbj UsagC ? 相應(yīng)幅值記為




VsagaJ VsagbJ Vsagc;故障后二個(gè)線電壓相量為
UsagabJ ^sagbcJ ^sagca?
相應(yīng)幅值記為



VsagabJ VsagbcJ Vsagca

;故障后三相電壓相量頂點(diǎn)分別為a，b，c ;補(bǔ)償后三相電壓相量頂點(diǎn)分別為a’，b’，c’ ；故障前三相電壓相量頂點(diǎn)分別為a”，b”，c”；a’，b’，c’構(gòu)成等邊三角形，O點(diǎn)為接地點(diǎn)； 以Usagb。為基準(zhǔn)相量，作垂直中分線，在距中點(diǎn)為萬(wàn)/2倍Usagb。幅值處為補(bǔ)償后DVR負(fù)載側(cè)a相電壓相量Urefa的端點(diǎn)a’, 求出
Usagb ^sagbc 間夾角為，

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器參考電壓提取方法，其特征在于:步驟3中，根據(jù)故障類型獲取DVR負(fù)載側(cè)補(bǔ)償后電壓時(shí)，對(duì)于兩相短路接地故障，以非故障相跌落前的電壓為基準(zhǔn)，利用等邊三角形計(jì)算DVR負(fù)載側(cè)補(bǔ)償后其它兩相電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器參考電壓提取方法，其特征在于:步驟3中，對(duì)于兩相短路接地故障，利用等邊三角形計(jì)算DVR負(fù)載側(cè)補(bǔ)償后其它兩相電壓實(shí)現(xiàn)方式如下， 記非跌落相為a相,根據(jù)相位關(guān)系記其他兩相分別為b、c相，a, b, c三相與A, B, C三相之間關(guān)系如下， 若Na= 1，則記a相為A相，b相為B相，c相為C相； 若Nb = 1，則記a相為B相，b相為C相，c相為A相;若N。= 1，則記a相為C相，b相為A相，c相為B相； 設(shè)故障后三相電壓相量為UsagaJ Usagbj UsagC ? 相應(yīng)幅值記為VsagaJ VsagbJ Vsagc;故障后二個(gè)線電壓相量為Usagab, Usagbc, Usagca,相應(yīng)幅值記為Vsagab, Vsagbc, Vsagca ;故障后三相電壓相量頂點(diǎn)分別為a，b，c ;補(bǔ)償后三相電壓相量頂點(diǎn)分別為a’，b’，c’ ；故障前三相電壓相量頂點(diǎn)分別為a”，b”，c” ;a’，b’，c’構(gòu)成等邊三角形，O點(diǎn)為接地點(diǎn)，Z為Usagbc的中點(diǎn)； 故障發(fā)生后，以故障前DVR系統(tǒng)側(cè)a相電壓相量Uprea為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，(2Usaga UsagI3 Usagc) /3 UpreaJ 以跌落后DVR系統(tǒng)側(cè)a相電壓相量Uprea的頂點(diǎn)a構(gòu)造等邊三角形，該等邊三角形的三條邊則對(duì)應(yīng)于補(bǔ)償后DVR負(fù)載側(cè)三個(gè)線電壓相量，利用三角形函數(shù)求取如下，
【文檔編號(hào)】G01R31/02GK103926451SQ201410176907
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】楊金濤, 樂(lè)健, 張廣怡, 劉陽(yáng) 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)