CN110336259B - 一种有源补偿电流获取方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种有源补偿电流获取方法及装置，分别获取第一检测电流、第二检测电流和第三检测电流对应的系统各相电压和系统中性点电压，以及目标相滞后相相电压、目标相相电压和目标相超前相相电压；计算系统各相零序导纳、目标相滞后相零序导纳、目标相超前相零序导纳和单相接地时的消弧线圈导纳；根据目标相滞后相零序导纳、目标相超前相零序导纳和单相接地时的消弧线圈导纳，获得发生单相接地时目标相的有源补偿电流。本申请的技术方案无需退出消弧线圈阻尼电阻，在不改变原消弧线圈补偿回路的前提下，进行有源补偿器接地电流全补偿补偿值的计算，解决了在无源补偿技术和有源补偿技术结合时，须改变原无源补偿系统结构的问题。

Description

一种有源补偿电流获取方法及装置
技术领域
本申请涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种有源补偿电流获取方法及装置。
背景技术
配电网接地电流全补偿技术在国外已有成熟的工程应用经验，近年来，国内部分地区也开展了有源全补偿技术的试点应用。目前的预调式消弧线圈，在发生单相接地后，消弧线圈串接的阻尼电阻将被短接，即消弧线圈补偿回路的阻抗在系统正常运行和单相接地时是不同的，因此国外的有源全补偿技术应用时，要求将消弧线圈阻尼电阻退出，以便于有源全补偿装置计算补偿值。但消弧线圈阻尼电阻退出，消弧线圈运行在谐振点附近，中性点电压会大幅抬高。在此情况下，可以通过有源补偿器能够钳位中性点电压。但这样一来，有源补偿器不能退出运行或发生故障，一旦有源补偿器出现故障，线性谐振可能将系统中性点电压抬高至数倍的系统电压，危害整个网络的设备。
因此，如何解决在无源补偿技术和有源补偿技术结合时，须改变原无源补偿系统结构的问题，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供一种有源补偿电流获取方法及装置，解决在无源补偿技术和有源补偿技术结合时，须改变原无源补偿系统结构的问题。
一方面，本申请提供了一种有源补偿电流获取方法，包括：
获取有源补偿器输出的第一检测电流Is1、第二检测电流Is2和第三检测电流Is3；
分别获取所述第一检测电流、所述第二检测电流和所述第三检测电流对应的系统各相电压和系统中性点电压，以及目标相滞后相相电压、目标相相电压和目标相超前相相电压；
根据所述系统各相电压和所述系统中性点电压计算系统各相零序导纳；
根据所述系统各相零序导纳、所述目标相滞后相相电压、所述目标相相电压和所述目标相超前相相电压，获得目标相滞后相零序导纳、目标相超前相零序导纳和单相接地时的消弧线圈导纳，所述目标相为发生单相接地的相；
根据所述目标相滞后相零序导纳、所述目标相超前相零序导纳和单相接地时的所述消弧线圈导纳，获得发生单相接地时目标相的有源补偿电流。
结合第一方面，在第一方面的第一种可实现方式中，根据如下公式计算系统各相零序导纳：
Figure BDA0002047915040000021
其中，GA、GB和GC为三相对地零序导纳，Upa1、Upb1和Upc1为所述第一检测电流Is1对应的系统各相电压，Upa2、Upb2和Upc2为所述第二检测电流Is2对应的系统各相电压，Upa3、Upb3和Upc3为所述第三检测电流Is3对应的系统各相电压，Un1为所述第一检测电流Is1对应的系统中性点电压，Un2为所述第二检测电流Is2对应的系统中性点电压，Un3为所述第三检测电流Is3对应的系统中性点电压，GL1、GL2和GL3分别为所述第一检测电流Is1、所述第二检测电流Is2和所述第三检测电流Is3对应的消弧线圈导纳，GZR为消弧线圈串联阻尼电阻导纳。
结合第一方面，在第一方面的第二种可实现方式中，根据如下公式获得发生单相接地时目标相的有源补偿电流：
Figure BDA0002047915040000022
其中，Icom为目标相的有源补偿电流，Ujdn为目标相滞后相相电压，Ujd为目标相相电压，Ujdp为目标相超前相相电压，Gjdn为目标相滞后相零序导纳，Gjdp为目标相超前相零序导纳，GLjd为单相接地时的消弧线圈导纳。
结合第一方面，在第一方面的第三种可实现方式中，所述目标相滞后相相电压、所述目标相相电压和所述目标相超前相相电压为同一时刻获取的。
第二方面，本申请还提供了一种有源补偿电流获取装置，包括：
电流获取模块，用于获取有源补偿器输出的第一检测电流Is1、第二检测电流Is2和第三检测电流Is3；
电压获取模块，用于分别获取所述第一检测电流、所述第二检测电流和所述第三检测电流对应的系统各相电压和系统中性点电压，以及目标相滞后相相电压、目标相相电压和目标相超前相相电压；
第一导纳获取模块，用于根据所述系统各相电压和所述系统中性点电压计算系统各相零序导纳；
第二导纳获取模块，用于根据所述系统各相零序导纳、所述目标相滞后相相电压、所述目标相相电压和所述目标相超前相相电压，获得目标相滞后相零序导纳、目标相超前相零序导纳和单相接地时的消弧线圈导纳，所述目标相为发生单相接地的相；
有源补偿电流获取模块，用于根据所述目标相滞后相零序导纳、所述目标相超前相零序导纳和单相接地时的所述消弧线圈导纳，获得发生单相接地时目标相的有源补偿电流。
结合第二方面，在第二方面的第一种可实现方式中，所述第一导纳获取模块根据以下公式计算系统各相零序导纳：
Figure BDA0002047915040000031
其中，GA、GB和GC为三相对地零序导纳，Upa1、Upb1和Upc1为所述第一检测电流Is1对应的系统各相电压，Upa2、Upb2和Upc2为所述第二检测电流Is2对应的系统各相电压，Upa3、Upb3和Upc3为所述第三检测电流Is3对应的系统各相电压，Un1为所述第一检测电流Is1对应的系统中性点电压，Un2为所述第二检测电流Us2对应的系统中性点电压，Un3为所述第三检测电流Is3对应的系统中性点电压，GL1、GL2和GL3分别为所述第一检测电流Is1、所述第二检测电流Is2和所述第三检测电流Is3对应的消弧线圈导纳，GZR为消弧线圈串联阻尼电阻导纳。
结合第二方面，在第二方面的第二种可实现方式中，所述有源补偿电流获取模块根据如下公式获得发生单相接地时目标相的有源补偿电流：
Figure BDA0002047915040000032
其中，Icom为目标相的有源补偿电流，Ujdn为目标相滞后相相电压，Ujd为目标相相电压，Ujdp为目标相超前相相电压，Gjdn为目标相滞后相零序导纳，Gjdp为目标相超前相零序导纳，GLjd为单相接地时的消弧线圈导纳。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种有源补偿电流获取方法及装置，获取有源补偿器输出的第一检测电流Is1、第二检测电流Is2和第三检测电流Is3；分别获取第一检测电流、第二检测电流和第三检测电流对应的系统各相电压和系统中性点电压，以及目标相滞后相相电压、目标相相电压和目标相超前相相电压；根据系统各相电压和系统中性点电压计算系统各相零序导纳；根据系统各相零序导纳、目标相滞后相相电压、目标相相电压和目标相超前相相电压，获得目标相滞后相零序导纳、目标相超前相零序导纳和单相接地时的消弧线圈导纳；根据目标相滞后相零序导纳、目标相超前相零序导纳和单相接地时的消弧线圈导纳，获得发生单相接地时目标相的有源补偿电流。本申请的技术方案无需退出消弧线圈阻尼电阻，在不改变原消弧线圈补偿回路的前提下，进行有源补偿器接地电流值的计算，解决了在无源补偿技术和有源补偿技术结合时，须改变原无源补偿系统结构的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施案例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种有源补偿电流获取方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的无源补偿技术和有源补偿结合时的电网系统示意图；
图3为本申请实施例提供的一种有源补偿电流获取装置的结构框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
图1为本申请实施例提供的一种有源补偿电流获取方法的流程图，参见图1，该方法包括：
S101，获取有源补偿器输出的第一检测电流Is1、第二检测电流Is2和第三检测电流Is3。另外，第一检测电流Is1、第二检测电流Is2和第三检测电流Is3的频率幅值均在0.5A～5A之间。在有源补偿器输出第一检测电流、第二检测电流和第三检测电流时，保证系统中性点电压不超过系统标称电压的10％，并且第一检测电流、第二检测电流和第三检测电流的方向为从有源补偿器指向系统中性点。
S102，分别获取所述第一检测电流、所述第二检测电流和所述第三检测电流对应的系统各相电压和系统中性点电压，以及目标相滞后相相电压、目标相相电压和目标相超前相相电压；
S103，根据所述系统各相电压和所述系统中性点电压计算系统各相零序导纳；可选的，根据如下公式计算系统各相零序导纳：
Figure BDA0002047915040000041
其中，GA、GB和GC为三相对地零序导纳，Upa1、Upb1和Upc1为所述第一检测电流Is1对应的系统各相电压，Upa2、Upb2和Upc2为所述第二检测电流Is2对应的系统各相电压，Upa3、Upb3和Upc3为所述第三检测电流Is3对应的系统各相电压，Un1为所述第一检测电流Is1对应的系统中性点电压，Un2为所述第二检测电流Is2对应的系统中性点电压，Un3为所述第三检测电流Is3对应的系统中性点电压，GL1、GL2和GL3分别为所述第一检测电流Is1、所述第二检测电流Is2和所述第三检测电流Is3对应的消弧线圈导纳，GZR为消弧线圈串联阻尼电阻导纳。
S104，根据所述系统各相零序导纳、所述目标相滞后相相电压、所述目标相相电压和所述目标相超前相相电压，获得目标相滞后相零序导纳、目标相超前相零序导纳和单相接地时的消弧线圈导纳，所述目标相为发生单相接地的相；
S105，根据所述目标相滞后相零序导纳、所述目标相超前相零序导纳和单相接地时的所述消弧线圈导纳，获得发生单相接地时目标相的有源补偿电流。可选的，根据如下公式获得发生单相接地时目标相的有源补偿电流：
Figure BDA0002047915040000051
其中，Icom为目标相的有源补偿电流，Ujdn为目标相滞后相相电压，Ujd为目标相相电压，Ujdp为目标相超前相相电压，Gjdn为目标相滞后相零序导纳，Gjdp为目标相超前相零序导纳，GLjd为单相接地时的消弧线圈导纳。
可选的，所述目标相滞后相相电压、所述目标相相电压和所述目标相超前相相电压为同一时刻获取的。
可选的，目标相发生单相接地时完全补偿接地电流对应的输出电压的方向为中性点指向地的方向。
图2为本申请实施例提供的无源补偿技术和有源补偿结合时的电网系统示意图，其中，分布阻抗5并联；阻尼电阻4一端接地，另一端与消弧线圈3串联后与接地变压器1连接；有源补偿器2一端接地，另一端接入接地变压器1与消弧线圈3的连接端，接地变压器1另一端接入系统母线。
图3为本申请实施例提供的一种有源补偿电流获取装置的结构框图，参见图3，该装置包括：
电流获取模块31，用于获取有源补偿器输出的第一检测电流Is1、第二检测电流Is2和第三检测电流Is3；
电压获取模块32，用于分别获取所述第一检测电流、所述第二检测电流和所述第三检测电流对应的系统各相电压和系统中性点电压，以及目标相滞后相相电压、目标相相电压和目标相超前相相电压；
第一导纳获取模块33，用于根据所述系统各相电压和所述系统中性点电压计算系统各相零序导纳；
第二导纳获取模块34，用于根据所述系统各相零序导纳、所述目标相滞后相相电压、所述目标相相电压和所述目标相超前相相电压，获得目标相滞后相零序导纳、目标相超前相零序导纳和单相接地时的消弧线圈导纳，所述目标相为发生单相接地的相；
有源补偿电流获取模块35，用于根据所述目标相滞后相零序导纳、所述目标相超前相零序导纳和单相接地时的所述消弧线圈导纳，获得发生单相接地时目标相的有源补偿电流。
可选的，所述第一导纳获取模块33根据以下公式计算系统各相零序导纳：
Figure BDA0002047915040000061
其中，GA、GB和GC为三相对地零序导纳，Upa1、Upb1和Upc1为所述第一检测电流Is1对应的系统各相电压，Upa2、Upb2和Upc2为所述第二检测电流Is2对应的系统各相电压，Upa3、Upb3和Upc3为所述第三检测电流Is3对应的系统各相电压，Un1为所述第一检测电流Is1对应的系统中性点电压，Un2为所述第二检测电流Is2对应的系统中性点电压，Un3为所述第三检测电流Is3对应的系统中性点电压，GL1、GL2和GL3分别为所述第一检测电流Is1、所述第二检测电流Is2和所述第三检测电流Is3对应的消弧线圈导纳，GZR为消弧线圈串联阻尼电阻导纳。
可选的，所述有源补偿电流获取模块35根据如下公式获得发生单相接地时目标相的有源补偿电流：
Figure BDA0002047915040000062
其中，Icom为目标相的有源补偿电流，Ujdn为目标相滞后相相电压，Ujd为目标相相电压，Ujdp为目标相超前相相电压，Gjdn为目标相滞后相零序导纳，Ujdp为目标相超前相零序导纳，GLjd为单相接地时的消弧线圈导纳。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种有源补偿电流获取方法及装置，获取有源补偿器输出的第一检测电流Is1、第二检测电流Is2和第三检测电流Is3；分别获取第一检测电流、第二检测电流和第三检测电流对应的系统各相电压和系统中性点电压，以及目标相滞后相相电压、目标相相电压和目标相超前相相电压；根据系统各相电压和系统中性点电压计算系统各相零序导纳；根据系统各相零序导纳、目标相滞后相相电压、目标相相电压和目标相超前相相电压，获得目标相滞后相零序导纳、目标相超前相零序导纳和单相接地时的消弧线圈导纳；根据目标相滞后相零序导纳、目标相超前相零序导纳和单相接地时的消弧线圈导纳，获得发生单相接地时目标相的有源补偿电流。本申请的技术方案无需退出消弧线圈阻尼电阻，在不改变原消弧线圈补偿回路的前提下，进行有源补偿器接地电流全补偿补偿值的计算，解决了在无源补偿技术和有源补偿技术结合时，须改变原无源补偿系统结构的问题。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (3)

1.一种有源补偿电流获取方法，其特征在于，包括：
获取有源补偿器输出的第一检测电流Is1、第二检测电流Is2和第三检测电流Is3；
分别获取所述第一检测电流、所述第二检测电流和所述第三检测电流对应的系统各相电压和系统中性点电压，以及目标相滞后相相电压、目标相相电压和目标相超前相相电压；
根据所述系统各相电压和所述系统中性点电压计算系统各相零序导纳；以及，根据如下公式计算系统各相零序导纳：
Figure FDA0002990502670000011
其中，GA、GB和GC为三相对地零序导纳，Upa1、Upb1和Upc1为所述第一检测电流Is1对应的系统各相电压，Upa2、Upb2和Upc2为所述第二检测电流Is2对应的系统各相电压，Upa3、Upb3和Upc3为所述第三检测电流Is3对应的系统各相电压，Un1为所述第一检测电流Is1对应的系统中性点电压，Un2为所述第二检测电流Is2对应的系统中性点电压，Un3为所述第三检测电流Is3对应的系统中性点电压，GL1、GL2和GL3分别为所述第一检测电流Is1、所述第二检测电流Is2和所述第三检测电流Is3对应的消弧线圈导纳，GZR为消弧线圈串联阻尼电阻导纳；
根据所述系统各相零序导纳、所述目标相滞后相相电压、所述目标相相电压和所述目标相超前相相电压，获得目标相滞后相零序导纳、目标相超前相零序导纳和单相接地时的消弧线圈导纳，所述目标相为发生单相接地的相；
根据所述目标相滞后相零序导纳、所述目标相超前相零序导纳和单相接地时的所述消弧线圈导纳，获得发生单相接地时目标相的有源补偿电流；以及，根据如下公式获得发生单相接地时目标相的有源补偿电流：
Figure FDA0002990502670000012
其中，Icom为目标相的有源补偿电流，Ujdn为目标相滞后相相电压，Ujd为目标相相电压，Ujdp为目标相超前相相电压，Gjdn为目标相滞后相零序导纳，Gjdp为目标相超前相零序导纳，GLjd为单相接地时的消弧线圈导纳。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标相滞后相相电压、所述目标相相电压和所述目标相超前相相电压为同一时刻获取的。
3.一种有源补偿电流获取装置，其特征在于，包括：
电流获取模块，用于获取有源补偿器输出的第一检测电流Is1、第二检测电流Is2和第三检测电流Is3；
电压获取模块，用于分别获取所述第一检测电流、所述第二检测电流和所述第三检测电流对应的系统各相电压和系统中性点电压，以及目标相滞后相相电压、目标相相电压和目标相超前相相电压；
第一导纳获取模块，用于根据所述系统各相电压和所述系统中性点电压计算系统各相零序导纳；以及，根据以下公式计算系统各相零序导纳：
Figure FDA0002990502670000021
其中，GA、GB和GC为三相对地零序导纳，Upa1、Upb1和Upc1为所述第一检测电流Is1对应的系统各相电压，Upa2、Upb2和Upc2为所述第二检测电流Is2对应的系统各相电压，Upa3、Upb3和Upc3为所述第三检测电流Is3对应的系统各相电压，Un1为所述第一检测电流Is1对应的系统中性点电压，Un2为所述第二检测电流Is2对应的系统中性点电压，Un3为所述第三检测电流Is3对应的系统中性点电压，GL1、GL2和GL3分别为所述第一检测电流Is1、所述第二检测电流Is2和所述第三检测电流Is3对应的消弧线圈导纳，GZR为消弧线圈串联阻尼电阻导纳；
第二导纳获取模块，用于根据所述系统各相零序导纳、所述目标相滞后相相电压、所述目标相相电压和所述目标相超前相相电压，获得目标相滞后相零序导纳、目标相超前相零序导纳和单相接地时的消弧线圈导纳，所述目标相为发生单相接地的相；
有源补偿电流获取模块，用于根据所述目标相滞后相零序导纳、所述目标相超前相零序导纳和单相接地时的所述消弧线圈导纳，获得发生单相接地时目标相的有源补偿电流；以及，根据如下公式获得发生单相接地时目标相的有源补偿电流：
Figure FDA0002990502670000022
其中，Icom为目标相的有源补偿电流，Ujdn为目标相滞后相相电压，Ujd为目标相相电压，Ujdp为目标相超前相相电压，Gjdn为目标相滞后相零序导纳，Gjdp为目标相超前相零序导纳，GLjd为单相接地时的消弧线圈导纳。
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