复合接地装置的控制方法、复合接地系统和电气设备与流程

本申请涉及电网，特别是涉及一种复合接地装置的控制方法、复合接地系统和电气设备。

背景技术：

1、随着电力系统中非线性负荷日益增加，传统消弧线圈已无法满足灭弧要求。为了实现单相接地故障的可靠消弧，传统技术研究了有源消弧方法，主要是通过使用电力电子变换器调节故障点电流或电压，可以分为电流消弧法和电压消弧法。电流消弧法通过向配电网注入零序电流来补偿故障点电流，而电压消弧法则通过调节中性点电压来抑制故障点电压，从而可靠消弧。

2、目前提出的有源电压消弧控制策略，通常以故障相母线电压为控制目标，然而在实际情况中，由于线路存在压降，在线路阻抗较大或负荷较重的情况下，经有源补偿后故障残流仍然较大，甚至可达数十安培，无法有效消弧。此外，随着传统的架空线逐渐被电缆取代，小电阻接地系统也在普及。然而，在采用小电阻接地方式的配电网发生高阻接地故障时，故障特征量可能小于零序保护的阈值，导致故障线路无法切除。因此，需要提供更加高效可靠的接地方式和更加精准有效的控制策略。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种复合接地装置的控制方法、复合接地系统和电气设备，能够消除线路阻抗和负载因素对消弧效果的影响，实现在不同线路阻抗和负载情况下，都能有效抑制故障残流、可靠消弧。

2、第一方面，本申请提供了一种复合接地装置的控制方法，复合接地装置包括全控型柔性装置和小电阻接地装置，全控型柔性装置和小电阻接地装置均与中性点连接；该方法包括：

3、在检测到发生低阻接地故障的情况下，控制小电阻接地装置投入运行，以使中性点通过小电阻接地装置接地；

4、在检测到发生高阻接地故障的情况下，控制全控型柔性装置投入运行，并根据采样获取的零序电流值以及电压修正阈值，选定电压参考值；电压修正阈值为确定是否考虑线路阻抗与负载影响的零序电流临界值；

5、控制全控型柔性装置调节中性点电压至电压参考值。

6、在其中一个实施例中，根据采样获取的零序电流值以及电压修正阈值，选定电压参考值，包括：

7、若采样获取的零序电流值小于电压修正阈值，则确定无需考虑线路阻抗与负载影响，选定第一电压参考值；

8、若采样获取的零序电流值大于或等于电压修正阈值，则确定需要考虑线路阻抗与负载影响，选定第二电压参考值；第二电压参考值为对第一电压参考值进行修正得到的参数。

9、在其中一个实施例中，所述方法还包括：

10、根据线路压降和故障残流限值，确定过渡电阻阈值；

11、将过渡电阻阈值对应的零序电流作为电压修正阈值。

12、在其中一个实施例中，所述方法还包括：根据故障线路负载阻抗、故障线路单位长度正序阻抗和故障距离，确定修正系数；根据第一电压参考值和修正系数确定第二电压参考值。

13、在其中一个实施例中，第一电压参考值为故障相电源电压的相反数。

14、在其中一个实施例中，所述方法还包括：将采样获取的零序电流值分别与接地故障阈值和零序电流保护阈值进行比较；若零序电流值大于接地故障阈值、且零序电流值小于零序电流保护阈值，则确定发生高阻接地故障；若零序电流值大于接地故障阈值、且零序电流值不小于零序电流保护阈值，则确定发生低阻接地故障。

15、在其中一个实施例中，所述方法还包括：在小电阻接地装置或全控型柔性装置投入运行之后，确定故障是否清除；若故障已清除，则保持小电阻接地装置的运行，或断开投入运行的全控型柔性装置，恢复小电阻接地装置的运行；若识别永久性故障，则进行后续继电保护。

16、第二方面，本申请还提供了一种复合接地系统，该复合接地系统包括复合接地装置和控制器，复合接地装置包括全控型柔性装置和小电阻接地装置，控制器用于执行如上所述的方法的步骤。

17、在其中一个实施例中，控制器包括协同控制器和电压调节控制器；

18、协同控制器，用于在检测到发生低阻接地故障的情况下，控制小电阻接地装置投入运行，以使中性点通过小电阻接地装置接地；在检测到发生高阻接地故障的情况下，控制全控型柔性装置投入运行，并根据采样获取的零序电流值以及电压修正阈值，选定电压参考值；电压修正阈值为确定是否考虑线路阻抗与负载影响的零序电流临界值；

19、电压调节控制器，用于控制全控型柔性装置调节中性点电压至电压参考值。

20、第三方面，本申请还提供了一种电气设备，所述电气设备包括如上所述的复合接地系统。

21、上述复合接地装置的控制方法、复合接地系统和电气设备，在检测到发生低阻接地故障的情况下，控制小电阻接地装置投入运行，以使中性点通过小电阻接地装置接地；在检测到发生高阻接地故障的情况下，控制全控型柔性装置投入运行，并根据采样获取的零序电流值以及电压修正阈值，选定电压参考值；电压修正阈值为确定是否考虑线路阻抗与负载影响的零序电流临界值；控制全控型柔性装置调节中性点电压至电压参考值。通过上述方式，通过小电阻接地装置与全控型柔性装置的高效协同配合，可实现更可靠的接地，以应对各种类型的接地故障。自动根据零序电流值选择中性点的电压参考值，考虑线路阻抗与负载影响，能够消除线路阻抗和负载因素对消弧效果的影响。在不同线路阻抗和负载情况下，都能有效抑制故障残流、可靠消弧，提高配电网运行的稳定性与可靠性。

1.一种复合接地装置的控制方法，其特征在于，所述复合接地装置包括全控型柔性装置和小电阻接地装置，所述全控型柔性装置和所述小电阻接地装置均与中性点连接；所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据采样获取的零序电流值以及电压修正阈值，选定电压参考值，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一电压参考值为故障相电源电压的相反数。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种复合接地系统，其特征在于，所述复合接地系统包括复合接地装置和控制器，所述复合接地装置包括全控型柔性装置和小电阻接地装置，所述控制器用于执行如权利要求1至8中任意一项所述的方法的步骤。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述控制器包括协同控制器和电压调节控制器；

10.一种电气设备，其特征在于，所述电气设备包括如权利要求8或9所述的复合接地系统。