基于涡流驱动快速断路器的主动配电网电压骤降治理方法

摘要

本发明涉及一种基于涡流驱动快速断路器的主动配电网电压骤降治理方法，属于电力系统电能质量技术领域。本方法利用涡流驱动快速断路器可以快速完成敏感负荷点处的供电电源切换的性能，结合主动配电网中具备的分布式电源在电压骤降时向电源进线提供反向电流，并在供电电源切换过程中为敏感负荷点提供残压支撑的作用，实现了敏感负荷点处电压骤降的治理。本方法是一种低成本、可靠的电压骤降治理方法，在电力系统中敏感负荷点处发生电压骤降时，可以通过本发明方法实现敏感负荷的不间断供电，减小敏感负荷用户由电压骤降引起的损失。

主权项

一种基于涡流驱动快速断路器的主动配电网电压骤降治理方法，其特征在于该方法包括以下步骤：(1)在主动配电网的进线变压器和电源侧分段母线之间连接一个电源进线断路器，在电源侧分段母线和备用电源侧分段母线之间连接一个分段断路器，所述的电源进线断路器和分段断路器为涡流驱动快速断路器；(2)设定电源进线流入电源侧分段母线的电流方向为正方向，主动配电网中的电流信号采集器检测电源进线上的电流相角主动配电网中的电压信号采集器检测敏感负荷点处的电压相角若则判定电源进线上的电流为正向电流，若则判定电源进线上的电流为反向电流；(3)主动配电网中的电压信号采集器实时检测电源侧分段母线的电压，根据电源侧分段母线电压，计算电源侧分段母线电压的有效值U(k)，其中，k为电压信号采集器检测到的电源侧分段母线处电压有效值的序列号，U(k)为电压信号采集器第k次检测到的电源侧分段母线的电压有效值，i为电压信号采集器采集到的电压瞬时值的序列号，u_i为电压信号采集器在第i次采集到的电压瞬时值，N为电压瞬时值的个数；(4)设定敏感负荷电压最低耐受值U_tol，对电源侧分段母线的电压进行判断，若U(k)小于U_tol，则判定电压信号采集器检测到的电源侧分段母线电压为较低，若U(k)大于或等于U_tol，则判定电压信号采集器没有检测到电源侧分段母线较低的电压；(5)根据上述步骤(2)电源进线上的电流方向和步骤(4)电源侧分段母线电压的判定结果，若电源进线上的电流为反向电流，且电源侧分段母线电压为较低，则判定在主动配电网的电源侧分段母线处发生电压骤降，主动配电网中与所述的电源进线断路器相连的控制器向电源进线断路器发出断开指令，进行步骤(6)，若电源进线上的电流为反向电流，电源侧分段母线电压不为较低，则重复步骤(2)‑步骤(4)，若电源进线上的电流为正向电流，且电源侧分段母线电压不为较低，则重复步骤(2)‑步骤(4)，若电源侧分段母线电压为较低，且电源进线上的电流为正向电流，则判定电源侧分段母线处发生短路故障，主动配电网中与所述的电源进线断路器相连的控制器向电源进线断路器发出断开指令，进行步骤(6)；(6)电源进线断路器接收到断开指令后的10毫秒内执行断开指令，并根据步骤(5)的判定结果，进行以下操作：若主动配电网的电源侧分段母线处发生电压骤降，则进行步骤(7)，若电源侧分段母线处发生短路故障，则对电源侧母线进行故障排查；(7)在所述的电源进线断路器已经断开，而所述的分段断路器尚未合闸时，主动配电网的敏感负荷由主动配电网的分布式电源供电；(8)对所述的分段断路器的合闸操作进行判断，具体过程如下：(8‑1)主动配电网的电压信号采集器采集电源进线断路器的断开瞬间时电源侧分段母线电压的初始相角φ₁，主动配电网的备用电源侧电压信号采集器采集备用电源侧分段母线电压的初始相角φ₂，计算初始相角差φ₀＝φ₂‑φ₁，主动配电网中的电压信号采集器实时采集电源侧分段母线电压的频率f₁，主动配电网的备用电源侧电压信号采集器实时采集备用电源侧分段母线电压的频率f₂，计算频率差Δf＝f₂‑f₁；(8‑2)采用下式，计算t时刻主动配电网中敏感负荷点处的电压与备用电源的电压的相角差Δφ：$\mathrm{\Delta \phi }\left(t\right)={\phi }_0+\underset{0}{\overset{t}{\int }}2\mathrm{\pi \Delta fdt}$分别设定相角差整定值和频率差的整定值，对分段断路器的合闸操作进行判断，若相角差小于或等于相角差整定值，且频率差小于或等于频率差整定值，则判定分段断路器具备合闸条件，并执行步骤(9)，若相角差大于相角差整定值，且频率差小于或等于频率差整定值，则判定分段断路器不具备合闸条件，进行步骤(8‑3)；若相角差大于相角差整定值，且频率差大于频率差整定值，则判定分段断路器不具备合闸条件，进行步骤(8‑3)；若相角差小于或等于相角差整定值，且频率差大于频率差整定值，则判定分段断路器不具备合闸条件，进行步骤(8‑3)；(8‑3)根据步骤(8‑2)的计算公式，继续计算相角差Δφ，直到Δφ＝360°时，判定分段断路器具备合闸条件，进行步骤(9)；(9)主动配电网中与分段断路器相连的所述的控制器向分段断路器发出合闸指令；(10)当分段断路器合闸后，由主动配电网中的备用电源与分布式电源共同为敏感负荷供电。