中性點不接地系統(tǒng)中動態(tài)電壓恢復(fù)器參考電壓提取方法
【專利摘要】一種中性點不接地系統(tǒng)中動態(tài)電壓恢復(fù)器參考電壓提取方法，包括測量故障后DVR系統(tǒng)側(cè)A、B、C三相的相電壓的幅值與三個線電壓的幅值，分別求三個線電壓幅值中的最小值與最大值，并用來判斷跌落能否得到補償，能夠則將測量得到的DVR系統(tǒng)側(cè)三個相電壓的幅值與相應(yīng)額定值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果，判斷出無故障時結(jié)束流程，判斷出故障時根據(jù)故障類型獲取DVR負載側(cè)補償后電壓；確定DVR各相的參考電壓為DVR負載側(cè)補償后電壓與故障后DVR系統(tǒng)側(cè)電壓的相量差。只需檢測DVR系統(tǒng)側(cè)相電壓與線電壓的幅值就能得到DVR需要補償?shù)碾妷?，易于實現(xiàn)，對于提高中性點不接地系統(tǒng)中DVR的實用化水平具有重要實用價值。
【專利說明】中性點不接地系統(tǒng)中動態(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)明屬于動態(tài)電壓恢復(fù)器【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種中性點不接地系統(tǒng)中動態(tài)電壓恢復(fù)器參考電壓提取方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電壓跌落問題是目前配電網(wǎng)中發(fā)生最頻繁，影響最嚴重的電能質(zhì)量問題之一，動態(tài)電壓恢復(fù)器(Dynamic Voltage Restorer, DVR)被認為是治理電壓跌落問題最為有效的手段。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)電動機的起動等。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)中多采用中性點非有效接地方式，其不對稱故障引起的電壓跌落有其特殊性，且低壓負荷側(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DVR的要求是保證線電壓額定，而對動態(tài)電壓恢復(fù)器而言，在保障負載側(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，無論是完全補償、同相補償還是最小能量補償法，其目標都是將單相電壓補償至滿足負荷要求的范圍內(nèi)。對于中性點不接地系統(tǒng)中不對稱故障所引起的非故障相電壓暫升，則有兩種處理方法，一種是不進行處理，但這種以相電壓為目標的參考電壓計算方式補償后負載的線電壓必然不平衡；如果進行處理，則會引起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)計一種結(jié)合中性點不接地系統(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現(xiàn)負載側(cè)線電壓的額定，在滿足電壓跌落過程中補償負載電壓的同時，降低對DVR輸出電壓能力的要求，不出現(xiàn)負載相電壓的明顯升高，對于提高中性點不接地系統(tǒng)中DVR的實用化水平具有重要實用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種中性點不接地系統(tǒng)中動態(tài)電壓恢復(fù)器參考電壓的提取方法。該方法使得DVR能滿足中性點不接地系統(tǒng)中對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不接地系統(tǒng)中動態(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)動態(tài)電壓恢復(fù)器極限補償電壓的幅值為Vm，正常運行時負載相電壓的幅值為VM，線電壓的幅值為\，根據(jù)DVR系統(tǒng)側(cè)A、B、C三相電壓瞬時值usagA，usagB, usagC,測量故障后DVR系統(tǒng)側(cè)A、B、C三相的相電壓的幅值VsagA、VsagB、Vsagc與三個線電壓的幅值VsagAB、VsagBC、VsagCA， 分別求三個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 為動態(tài)電壓恢復(fù)器；
[0008]步驟2，判斷跌落能否得到補償，判斷條件如下，
[0009]Vfflin+2Vffl ≥ Vl
[0010]Vfflax-2Vffl ≤Vl[0011]若這兩個條件任一個不滿足，則判斷DVR無法對該電壓跌落進行有效補償，結(jié)束流程；如果同時滿足這兩個條件，則繼續(xù)進入步驟3 ；
[0012]步驟3，將測量得到的DVR系統(tǒng)側(cè)三個相電壓的幅值與相應(yīng)額定值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果，判斷出無故障時結(jié)束流程，判斷出故障時根據(jù)故障類型獲取DVR負載側(cè)補償后電壓；
[0013]步驟4，確定DVR各相的參考電壓為步驟3所得DVR負載側(cè)補償后電壓與故障后DVR系統(tǒng)側(cè)電壓的相量差。
[0014]而且,步驟3中，
[0015]設(shè)正常運行時三個相電壓幅值的額定值均為Vnm，將步驟I測得的三個相電壓幅值Vam, Vbm, Vcm與Vnm進行比較，
[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負載側(cè)補償后電壓時，對于單相接地故障，根據(jù)非故障兩相之間線電壓不變的特點，以非故障兩相電壓為基準，利用等邊三角形計算DVR負載側(cè)補償后相電壓。
[0032]而且，步驟3中，對于單相接地故障，利用等邊三角形計算DVR負載側(cè)補償后相電壓實現(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分別為a，b，c ;補償后三相電壓相量頂點分別為a’，b’，c’ ；故障前三相電壓相量頂點分別為a”，b”，c” ;a，，b，，C，構(gòu)成等邊三角形，O點為接地點；[0038]以Usagb。為基準相量，作垂直中分線，在距中點為萬/2倍Usagb。幅值處為補償后DVR負載側(cè)a相電壓相量Urefa的端點a’，
[0039]求出Usagb與Usagbc間夾角為，
【權(quán)利要求】
1.一種中性點不接地系統(tǒng)中動態(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)動態(tài)電壓恢復(fù)器極限補償電壓的幅值為vm，正常運行時負載相電壓的幅值為Vm,線電壓的幅值為\，根據(jù)DVR系統(tǒng)側(cè)A、B、C三相電壓瞬時值usagA，usagB, usagC,測量故障后DVR系統(tǒng)側(cè)A、B、C三相的相電壓的幅值VsagA、VsagB、Vsagc與三個線電壓的幅值VsagAB、VsagBC、VsagCA， 分別求三個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 為動態(tài)電壓恢復(fù)器； 步驟2，判斷跌落能否得到補償，判斷條件如下，
Vmi?+2Vffl ^ Vl
Vmax-2Vffl ( Vl 若這兩個條件任一個不滿足，則判斷DVR無法對該電壓跌落進行有效補償，結(jié)束流程；如果同時滿足這兩個條件，則繼續(xù)進入步驟3 ; 步驟3，將測量得到的DVR系統(tǒng)側(cè)三個相電壓的幅值與相應(yīng)額定值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果，判斷出無 故障時結(jié)束流程，判斷出故障時根據(jù)故障類型獲取DVR負載側(cè)補償后電壓；步驟4，確定DVR各相的參考電壓為步驟3所得DVR負載側(cè)補償后電壓與故障后DVR系統(tǒng)側(cè)電壓的相量差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述中性點不接地系統(tǒng)中動態(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)正常運行時三個相電壓幅值的額定值均為Vnm，將步驟I測得的三個相電壓幅值Vam, Vbm, Vcm與Vnm進行比較， 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，則表示無故障； 若隊=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所述中性點不接地系統(tǒng)中動態(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負載側(cè)補償后電壓時，對于單相接地故障，根據(jù)非故障兩相之間線電壓不變的特點，以非故障兩相電壓為基準，利用等邊三角形計算DVR負載側(cè)補償后相電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述中性點不接地系統(tǒng)中動態(tài)電壓恢復(fù)器參考電壓提取方法，其特征在于:步驟3中，對于單相接地故障，利用等邊三角形計算DVR負載側(cè)補償后相電壓實現(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=—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分別為a，b，c ;補償后三相電壓相量頂點分別為a’，b’，c’ ；故障前三相電壓相量頂點分別為a”，b”，c”；a’，b’，c’構(gòu)成等邊三角形，O點為接地點； 以Usagb。為基準相量，作垂直中分線，在距中點為萬/2倍Usagb。幅值處為補償后DVR負載側(cè)a相電壓相量Urefa的端點a’, 求出
Usagb ^sagbc 間夾角為，

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述中性點不接地系統(tǒng)中動態(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負載側(cè)補償后電壓時，對于兩相短路接地故障，以非故障相跌落前的電壓為基準，利用等邊三角形計算DVR負載側(cè)補償后其它兩相電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述中性點不接地系統(tǒng)中動態(tài)電壓恢復(fù)器參考電壓提取方法，其特征在于:步驟3中，對于兩相短路接地故障，利用等邊三角形計算DVR負載側(cè)補償后其它兩相電壓實現(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分別為a，b，c ;補償后三相電壓相量頂點分別為a’，b’，c’ ；故障前三相電壓相量頂點分別為a”，b”，c” ;a’，b’，c’構(gòu)成等邊三角形，O點為接地點，Z為Usagbc的中點； 故障發(fā)生后，以故障前DVR系統(tǒng)側(cè)a相電壓相量Uprea為基準進行計算，(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a構(gòu)造等邊三角形，該等邊三角形的三條邊則對應(yīng)于補償后DVR負載側(cè)三個線電壓相量，利用三角形函數(shù)求取如下，
【文檔編號】G01R31/02GK103926451SQ201410176907
【公開日】2014年7月16日 申請日期: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, 樂健, 張廣怡, 劉陽 申請人:武漢大學(xué)