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步骤(5)、将差值信号Vq_fall与预设的阈值信号进行比较,输出用于控制断路器开关的信号Y、N:若差值信号Vq_fall低于阈值信号,判断微电网无故障,继续监测电网;若差值信号Vq_fall大于阈值信号,判断微电网发生故障,断开断路器开关以保护微电网。
优选地,所述步骤(5)中,所述双磁滞比较处理为双磁滞比较器通过对比较器设置合适的上限UH和下限UL裕度得到满足需要的门限宽度ΔU=UH-UL,避免当信号Vq_fall在门限值ΔU附近有微小干扰引起的跳变电压值超过ΔU时输出电压产生相应抖动(起伏),以便输出稳定的Vq_fall,双向磁滞比较器响应速度加快,还可免除由电路寄生耦合而产生的自激荡,提高故障探测灵敏度。
所述阈值信号为电网电压下跌至额定电压的45%至55%之间,优选地,所述阈值信号为电网电压下跌至额定电压的50%。微电网中电压下降是一种短期形式,当电网电压下跌至额定电压的50%时,其持续时间不大于200ms。
优选地,所述步骤(5)中,当差值信号Vq_fall大于设定的阈值信号时 ,通过检测
Vq_fall的波形判断微电网的故障类型,具体包括:
a)当Vq_fall的波形是一个纯净的直流量时,微电网发生三相故障;
b)当Vq_fall的波形是一个趋于直线且带有波纹的直流量时,微电网发生两相故障;
c)当Vq_fall的波形是一个在零与最大值之间无恒定幅度振荡的直流量时,微电网发生单相故障。所述最大值取Vq_fall的波形的波峰或波谷的绝对值中较大的那个值。
一种基于电压差动的微电网故障探测装置,包括PARK运算模块、一阶抗混叠滤波差分运算模块、一阶低通数字滤波器、双磁滞比较器和阈值比较模块;
所述PARK运算模块,将逆变器输出的三相电压信号vU、vV、vW变换为两相静止坐标系下α β分量Vα、Vβ,再将Vα、Vβ变换为两相旋转坐标系下dq直流分量Vds、Vqs;
所述一阶抗混叠滤波差分运算模块,用于将直流分量Vds、Vqs与恒定的三相平衡标准参考电压Vdref、Vqref进行差分运算;
所述一阶低通数字滤波器,对差分调制信号V+q_fall进行低通滤波处理后输出信号Vq_fall;
所述双磁滞比较器,通过设置合适的上限和下限裕度来调整故障探测的灵敏度;
所述阈值比较模块,用于差值信号Vq_fall与预设的阈值信号进行比较,输出用于控制断路器开关的信号。
相对于现有技术,本发明具有以下明显优点:
本发明应用在多逆变器微电网的故障与保护,能够有效弥补传统继电保护方法的不足,通过设定合适的阈值能够判断三相短路故障、两相短路故障和单相接地短路故障,能够识别故障发生位置和区域;并且检测精度高、接线简单、能耗低、成本低,灵活性强,适用于微电网的故障探测和保护。
附图说明
图1是本发明的系统原理图。
图2是本发明的一个具体实施方式图。
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