可控电压源的输出电压的控制方法及装置、设备及介质与流程

1.本发明涉及配电系统技术领域，尤其涉及一种可控电压源的输出电压的控制方法及装置、设备及介质。


背景技术：

2.我国电压等级高于6kv的中压配电网络大多数采用非有效接地系统。配电网络深入用户终端的人口活动密集区，设备量多、覆盖范围广泛，并且运行环境复杂多变，导致接地故障频发。配电网接地故障中，单相接地故障占85％以上。自1916年消弧线圈被发明，并应用于电网系统以来，消弧线圈已在全世界各地配电网中得到了广泛应用。随着技术的不断发展，消弧线圈在自动化程度和调谐能力方面取得了显著进步。然而，在实际应用中，仍然存在一些问题，如下所述：首先，消弧线圈的补偿目标是将故障电流抑制到10a以下，但在系统带故障运行时，数安培的残流和上千伏的跨步电压可能会引发火灾事故和人身安全事故。其次，工程应用中，调匝式消弧线圈占比较大，其调节档位少，补偿精度低，补偿容量较大时故障残流大。此外，三相电压不平衡状态下，中性点位移电压可能导致消弧线圈最佳脱谐度远离谐振点，从而使故障残流值增大。随着城市配电网容量的不断增大，大量消弧线圈的冗余容量已被消耗，导致欠补偿状态，故障残流值较大，需要采用经济可靠的扩容改造方案来解决这一问题。
3.为了解决消弧线圈补偿精度低、复杂工况下残流大的问题，已经提出了多种基于现代电力电子技术的有源全补偿方法。其中，最具代表性的是一种接地故障全中和器(ground fault neutralizer，gfn)。该方法通过有源电流源补偿器向系统中性点注入电流，从而补偿接地故障点电流。然而，该方法中的接地故障残流无法直接获得，需要通过系统对地分布参数计算残流数值，这样会存在偏差较大的情况。
4.在工程实际中，由于测量误差、系统状态的微小变化，难以精确的获得系统对地分布阻抗、消弧线圈阻抗等，因此目前的补偿方式有待改进。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种可控电压源的输出电压的控制方法及装置、设备及介质，可以解决现有技术中的接地故障补偿的故障补偿效率较低的问题。
6.为实现上述目的，本发明第一方面提供一种可控电压源的输出电压的控制方法，所述方法包括：
7.在配电系统发生单相接地故障时，按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿，所述初始补偿数据至少包括所述当前输出电压的当前电压幅值；
8.确定所述单相接地故障的故障相的当前残余电压；
9.根据所述当前残余电压以及预设残余电压阈值，确定当前补偿状态；
10.若所述当前补偿状态为异常补偿状态，则利用所述当前残余电压、当前输出电压
的当前电压幅值以及预设的比例积分控制器进行所述初始补偿数据的修正处理，确定修正后的目标补偿数据；
11.利用所述目标补偿数据更新所述初始补偿数据，并返回执行所述按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿的步骤，直至所述单相接地故障消失，则控制所述可控电压源退出对所述配电系统的故障补偿。
12.在一种可行实现方式中，所述目标补偿数据至少包括当前输出电压的目标电压幅值，则所述利用所述当前残余电压、当前输出电压的当前电压幅值以及预设的比例积分控制器进行所述初始补偿数据的修正处理，确定修正后的目标补偿数据，包括：
13.将所述当前电压幅值以及所述当前残余电压的有效值输入所述比例积分控制器进行当前电压幅值的修正处理，确定所述目标电压幅值。
14.在一种可行实现方式中，所述目标补偿数据还包括输出电压的目标调节方向，则所述利用所述当前残余电压、当前输出电压的当前电压幅值以及预设的比例积分控制器进行所述初始补偿数据的修正处理，确定修正后的目标补偿数据，还包括：
15.确定所述当前残余电压与所述当前残余电压的前一个残余电压之间的第一差值，所述第一差值用于反映当前残余电压的残压变化方向；
16.确定所述当前输出电压的电压幅值与所述当前输出电压的前一个输出电压的电压幅值之间的第二差值，所述第二差值用于反映当前电压幅值的当前调节方向；
17.根据所述第一差值以及所述第二差值，确定所述目标调节方向。
18.在一种可行实现方式中，所述根据所述第一差值以及所述第二差值，确定所述目标调节方向，包括：
19.当所述第一差值大于0，且所述第二差值小于0，则确定所述目标调节方向为增大输出电压幅值；
20.当所述第一差值大于0，且所述第二差值大于0，则确定所述目标调节方向为减小输出电压幅值；
21.当所述第一差值小于0，且所述第二差值小于0，则确定所述目标调节方向为减小输出电压幅值；
22.当所述第一差值小于0，且所述第二差值大于0，则确定所述目标调节方向为增大输出电压幅值；
23.当所述第一差值或所述第二差值中任意一个等于0，则确定所述目标调节方向为当前调节方向，所述当前调节方向为增大或减小输出电压幅值。
24.在一种可行实现方式中，所述将所述当前电压幅值以及所述当前残余电压的有效值输入所述比例积分控制器进行当前电压幅值的修正处理，确定所述目标电压幅值，包括：
25.将所述当前残余电压的有效值输入所述比例积分控制器，确定所述比例积分控制器的第一输出，所述第一输出为所述当前残余电压的有效值与当前调节方向进行相乘处理得到的；
26.将所述第一输出以及当前电压幅值输入所述比例积分控制器，确定所述比例积分控制器的第二输出，所述第二输出为所述第一输出与当前电压幅值进行叠加得到的；
27.将所述第二输出确定为所述目标电压幅值。
28.在一种可行实现方式中，所述根据所述当前残余电压以及预设残余电压阈值，确
定当前补偿状态，包括：
29.当所述当前残余电压大于所述预设残余电压阈值，则确定当前补偿状态为异常补偿状态；
30.当所述当前残余电压小于等于所述预设残余电压阈值，则确定当前补偿状态为正常补偿状态。
31.在一种可行实现方式中，所述根据所述当前残余电压以及预设残余电压阈值，确定当前补偿状态，之后还包括：
32.若所述当前补偿状态为正常补偿状态，则继续执行所述按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿的步骤。
33.为实现上述目的，本发明第二方面提供一种可控电压源的输出电压的控制装置，所述装置包括：
34.第一补偿模块：用于在配电系统发生单相接地故障时，按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿，所述初始补偿数据至少包括所述当前输出电压的当前电压幅值；
35.残压确定模块：用于确定所述单相接地故障的故障相的当前残余电压；
36.状态确定模块：用于根据所述当前残余电压以及预设残余电压阈值，确定当前补偿状态；
37.异常修正模块：用于若所述当前补偿状态为异常补偿状态，则利用所述当前残余电压、当前输出电压的当前电压幅值以及预设的比例积分控制器进行所述初始补偿数据的修正处理，确定修正后的目标补偿数据；
38.第二补偿模块：用于利用所述目标补偿数据更新所述初始补偿数据，并返回执行所述按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿的步骤，直至所述单相接地故障消失，则控制所述可控电压源退出对所述配电系统的故障补偿。
39.为实现上述目的，本发明第三方面提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如第一方面及任一可行实现方式所示方法的步骤。
40.为实现上述目的，本发明第四方面提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器如第一方面及任一可行实现方式所示方法的步骤。
41.采用本发明实施例，具有如下有益效果：
42.本发明提供一种可控电压源的输出电压的控制方法，方法包括：在配电系统发生单相接地故障时，按照预设的初始补偿数据控制可控电压源的当前输出电压，以对配电系统进行故障补偿，初始补偿数据至少包括当前输出电压的当前电压幅值；确定单相接地故障的故障相的当前残余电压；根据当前残余电压以及预设残余电压阈值，确定当前补偿状态；若当前补偿状态为异常补偿状态，则利用当前残余电压、当前输出电压的当前电压幅值以及预设的比例积分控制器进行初始补偿数据的修正处理，确定修正后的目标补偿数据；利用目标补偿数据更新初始补偿数据，并返回执行按照预设的初始补偿数据控制可控电压源的当前输出电压，以对配电系统进行故障补偿的步骤，直至单相接地故障消失，则控制可
控电压源退出对配电系统的故障补偿。通过上述方式控制可控电压源的输出电压进行单相接地故障的补偿，且通过基于故障相的残余电压的pi控制调整可控电压源的输出电压幅值，不依赖于不平衡电源、零序电压和可控电压源电流角差等参数的准确计算，即可进行接地故障补偿，减少了复杂的参数运算，可以提高故障补偿效率，且可以达到使接地故障点残流及故障相残压接近零等可靠消弧的效果，完成故障消除，保证了故障补偿准确度。
附图说明
43.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
44.其中：
45.图1为本发明实施例中一种可控电压源的输出电压的控制方法的流程图；
46.图2为本发明实施例中一种完全补偿接地电流时考虑不平衡电源的可控电压源并联消弧线圈全补偿系统的简化零序回路图；
47.图3为本发明实施例中一种基于故障相残压的可控电压源输出电压pi自动调节的仿真波形图；
48.图4为本发明实施例中一种可控电压源的输出电压的控制方法的另一流程图；
49.图5为本发明实施例中一种可控电压源的输出电压的控制装置的结构框图；
50.图6为本发明实施例中计算机设备的结构框图。
具体实施方式
51.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
52.请参阅图1，图1为本发明实施例中一种可控电压源的输出电压的控制方法的流程图，如图1所示方法既可以应用于终端，也可以应用于服务器，终端具体可以是台式终端或移动终端，移动终端具体可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等中的至少一种。服务器可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。本实施例以应用于终端，且具体可以是配电系统的控制终端举例说明，如图1所示方法包括如下步骤：
53.101、在配电系统发生单相接地故障时，按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿，所述初始补偿数据至少包括所述当前输出电压的当前电压幅值；
54.需要说明的是，本技术所示的可控电压源的输出电压的控制方法可以应用于配电系统的控制终端，也即图1所示的控制方法的各个步骤可以由配电系统的控制终端来执行。进一步的，可控电压源用于参与配电系统的单相接地故障补偿，具体是控制可控电压源的输出电压进行单相接地故障的补偿，其中，可控电压源与配电系统中的消弧线圈并联，故障补偿可以是反馈补偿。因此，本技术可以实时检测配电系统的运行数据，并分析运行状态，
在配电系统发生单相接地故障时，可以按照预设的初始补偿数据控制可控电压源的当前输出电压，以对配电系统进行故障补偿。其中，配电系统是指将电力系统中从降压配电变电站(高压配电变电站)出口到用户端的这一段系统称为配电系统。配电系统是由多种配电设备(或元件)和配电设施所组成的变换电压和直接向终端用户分配电能的一个电力网络系统，因此配电系统也叫做配电网。初始补偿数据用于在发生单相接地故障的时候，控制可控电压源的输出电压进行补偿，因此，初始补偿数据至少包括可控电压源的输出电压的初始电压幅值以及初始相位角，其中，初始电压幅值为当前电压幅值，初始电压幅值为当前相位角，初始补偿数据可以是预设的，且可控电压源的输出电压的初始电压幅值可以为任意值，进一步的，为提高输出电压的调节速度，可以将初始电压幅值设置为配电系统的标称相电压幅值。也即系统发生单相接地后，可控电压源按初始幅值、角度进行输出补偿。
55.102、确定所述单相接地故障的故障相的当前残余电压；
56.103、根据所述当前残余电压以及预设残余电压阈值，确定当前补偿状态；
57.进一步的，在基于初始补偿数据进行单相接地故障的故障补偿时，需要实时监测当前的补偿状态，以确保故障补偿的效果，本技术基于故障相的残余电压(简称故障相残压)来确定补偿状态以及对补偿数据进行反馈调节，以提升故障补偿的效率与准确度，因此，在开始故障补偿之后，需确定单相接地故障的故障相的当前残余电压，其中，故障相残压可通过电压互感器等电压传感器测量得到，进而通过故障相当前残余电压进行补偿参数后续的反馈调节。具体的，根据当前残余电压以及预设残余电压阈值，确定当前补偿状态，来确定是否可以实现消除故障的故障补偿目的，预设残余电压阈值用于评估故障相当前残余电压是否是理想状态，是否超过了能接受的误差范围。补偿状态包括正常补偿状态和异常补偿状态，因此当前补偿状态可能为正常补偿状态或异常补偿状态，预设残余电压阈值可以为10v。示例性的，如果当前残余电压大于预设残余电压阈值，说明当前残余电压过大，超过了误差允许范围，此时的当前补偿状态为异常补偿状态，那么为了修复异常，则需要重新确定补偿参数即对初始补偿数据进行更新，因此执行步骤104；如果当前残余电压小于等于预设残余电压阈值，说明当前残余电压没有超过误差允许范围，因此，当前补偿状态为正常补偿状态，可以继续按照预设的初始补偿参数继续进行故障补偿，直至故障消失，则不需要执行步骤104，而只需要继续对补偿状态进行监测，重复上述过程，直至故障消失。
58.104、若所述当前补偿状态为异常补偿状态，则利用所述当前残余电压、当前输出电压的当前电压幅值以及预设的比例积分控制器进行所述初始补偿数据的修正处理，确定修正后的目标补偿数据；
59.可以理解的是，如果当前补偿状态为异常补偿状态，说明初始补偿数据的补偿参数值的设置不满足当前的单相接地故障的补偿要求，需要重新确定补偿数据，因此，若当前补偿状态为异常补偿状态，则利用当前残余电压、当前输出电压的当前电压幅值以及预设的比例积分控制器(pi控制器)进行初始补偿数据的修正处理，确定修正后的目标补偿数据。其中，比例积分控制器用于修正初始补偿数据，得到目标补偿数据。其中，目标补偿数据至少修正后的输出电压幅值。
60.105、利用所述目标补偿数据更新所述初始补偿数据，并返回执行所述按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿的步骤，直至所述单相接地故障消失，则控制所述可控电压源退出对所述配电系统的故障补偿。
61.进一步的，确定目标补偿数据之后，便可以利用该目标补偿数据控制可控电压源的输出电压进行故障补偿，并修正预设的初始补偿参数导致的故障相残压过大的问题，具体的，利用目标补偿数据更新初始补偿数据，将目标补偿数据作为初始补偿数据，返回执行按照预设的初始补偿数据控制可控电压源的当前输出电压，以对配电系统进行故障补偿的步骤，直至单相接地故障消失，则控制可控电压源退出对配电系统的故障补偿。也即采用本实施例不仅可以进行单向接地故障的故障补偿，还会通过pi控制器及时对故障补偿的补偿数据进行修正，以提高消除单相接地故障的速度。其中，故障补偿的方式也可以是pi控制的故障补偿方式，在此不作限定，如果故障补偿的方式是pi控制，那么本实施例会存在至少两个pi控制的过程，一个是为了消除单向接地故障的故障补偿的pi控制过程，一个是为了修正补偿数据的pi控制过程，在此举例不作具体限定。以此实现基于故障相残压的pi自动控制。
62.请参阅图2，图2为本发明实施例中一种完全补偿接地电流时考虑不平衡电源的可控电压源并联消弧线圈全补偿系统的简化零序回路图，如图2所示的简化零序回路图是基于实际系统中均存在不平衡，在考虑不平衡系统的条件下，以可控电压源并联消弧线圈系统为例的简化零序回路图，基于简化零序回路图说明基故障相残压的可控电压源输出电压pi自动调节原理。
63.如图2所示，为可控电压源；n为系统中性点，并设为系统中性点电压；为可控电压源输出电流；为系统不平衡电源；z0为可控电压源内阻抗；z
cs
为系统各相对地分布容抗的并联阻抗；z
l
为消弧线圈电抗，根据图2所示简化零序回路图，搭建仿真模型，计算得到不平衡电源电压为-j665v，系统三相对地分布电容为26.6uf，消弧线圈电感为0.33h，进一步计算得到全补偿状态下，可控电压源应为5.99kv∠-178
°
；
64.进一步的，按照本发明提供的可控电压源的输出电压的控制方法，即基于故障相残压的可控电压源输出电压pi自动调节方法，得仿真波形如图3所示，图3为本发明实施例中一种基于故障相残压的可控电压源输出电压pi自动调节的仿真波形图，仿真设置系统在0.2s发生a相接地故障，0.4s可控电压源进行补偿，接地过渡电阻100欧姆。仿真结果如图3所示。其中ua为a相电压；u
a_rms
为a相电压有效值；id为接地故障电流；i
d_rms
为接地故障电流有效值；m
ag_err
为输入控制器的故障相电压有效值。e
com
为可控电压源输出开路电压有效值。根据图3仿真波形可以看到，可控电压源初始值为5.77kv，自0.4s开始pi补偿，控制器开始调节可控电压源输出，约至1.1s，输出稳定至5.83kv，接地故障电流由初始接地时刻的6a降低为0.094a，a相电压由0.602kv降低至0.009kv。
65.通过上述方式利用故障相残压、可控电压源输出电压幅值的变化控制调节方向，通过故障相残压进行pi控制，并进一步控制可控电压源输出电压幅值，使接地故障点残流、故障相残压接近零，能够可靠消弧。
66.本发明提供一种可控电压源的输出电压的控制方法，方法包括：在配电系统发生单相接地故障时，按照预设的初始补偿数据控制可控电压源的当前输出电压，以对配电系统进行故障补偿，初始补偿数据至少包括当前输出电压的当前电压幅值；确定单相接地故障的故障相的当前残余电压；根据当前残余电压以及预设残余电压阈值，确定当前补偿状态；若当前补偿状态为异常补偿状态，则利用当前残余电压、当前输出电压的当前电压幅值
以及预设的比例积分控制器进行初始补偿数据的修正处理，确定修正后的目标补偿数据；利用目标补偿数据更新初始补偿数据，并返回执行按照预设的初始补偿数据控制可控电压源的当前输出电压，以对配电系统进行故障补偿的步骤，直至单相接地故障消失，则控制可控电压源退出对配电系统的故障补偿。通过上述方式控制可控电压源的输出电压进行单相接地故障的补偿，且通过基于故障相的残余电压的pi控制调整可控电压源的输出电压幅值，不依赖于不平衡电源、零序电压和可控电压源电流角差等参数的准确计算，即可进行接地故障补偿，减少了复杂的参数运算，可以提高故障补偿效率，且可以达到使接地故障点残流及故障相残压接近零等可靠消弧的效果，完成故障消除，保证了故障补偿准确度。
67.请参阅图4，图4为本发明实施例中一种可控电压源的输出电压的控制方法的另一流程图，如图4所示方法包括如下步骤：
68.401、在配电系统发生单相接地故障时，按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿，所述初始补偿数据至少包括所述当前输出电压的当前电压幅值；
69.402、确定所述单相接地故障的故障相的当前残余电压；
70.403、根据所述当前残余电压以及预设残余电压阈值，确定当前补偿状态；
71.需要说明的是，步骤401、402以及403与图1所示方法中步骤101、102以及103的内容相似，为避免重复此处不作赘述，具体可参阅图1所示方法中步骤101、102以及103的内容。
72.在一种可行实现方式中，步骤403可以包括步骤l01以及l02：
73.l01、当所述当前残余电压大于所述预设残余电压阈值，则确定当前补偿状态为异常补偿状态；
74.l02、当所述当前残余电压小于等于所述预设残余电压阈值，则确定当前补偿状态为正常补偿状态
75.需要说明的是，可以通过当前残余电压和预设残余电压阈值的大小比较，判断根据初始补偿数据的补偿效果，如果当前残余电压大于预设残余电压阈值，说明基于当前的初始补偿数据的故障补偿效果没有达到预期的补偿效果，因此，确定当前补偿状态为异常补偿状态，进而执行步骤404重新确定目标补偿数据；反之，如果当前残余电压小于等于预设残余电压阈值，说明基于当前的初始补偿数据的故障补偿效果符合预期的补偿效果，则确定当前补偿状态为正常补偿状态，那么可以不更新预设的初始补偿数据，也即执行406，继续按照预设的初始补偿数据进行故障补偿，直至单相接地故障消失。
76.404、若所述当前补偿状态为异常补偿状态，则利用所述当前残余电压、当前输出电压的当前电压幅值以及预设的比例积分控制器进行所述初始补偿数据的修正处理，确定修正后的目标补偿数据；
77.需要说明的是，步骤404与图1所示的步骤104的内容相似为避免重复此处不作赘述，具体可以参阅图1所示的步骤104的内容。
78.在一种可行实现方式中，目标补偿数据至少包括当前输出电压的目标电压幅值以及目标调节方向，其中，目标电压幅值以及目标调节方向均为重新确定的补偿数据，以对初始补偿数据进行更新迭代，其中，为了确定目标电压幅值，步骤404可以包括：将当前电压幅值以及当前残余电压的有效值输入比例积分控制器进行当前电压幅值的修正处理，确定目
标电压幅值。也即通过pi控制器进行当前电压幅值的反馈调节，具体的，将当前电压幅值以及当前残余电压的有效值输入比例积分控制器进行当前电压幅值的修正处理，确定目标电压幅值，包括下述步骤k01至k03：
79.k01、将所述当前残余电压的有效值输入所述比例积分控制器，确定所述比例积分控制器的第一输出，所述第一输出为所述当前残余电压的有效值与当前调节方向进行相乘处理得到的；
80.k02、将所述第一输出以及当前电压幅值输入所述比例积分控制器，确定所述比例积分控制器的第二输出，所述第二输出为所述第一输出与当前电压幅值进行叠加得到的；
81.k03、将所述第二输出确定为所述目标电压幅值。
82.需要说明的是，当前电压幅值的更新是通过pi控制器得到的，具体的，通过步骤步骤k01至k03，将故障相残压的有效值输入pi控制器，使得故障相残压与可控电压源输出电压的调节方向相乘，相乘后的输出值进一步与当前可控电压源电压输出电压幅值叠加，得到修正后的可控电压源电压，也即目标电压幅值。
83.在一种可行实现方式中，为了确定目标调节方向，上述步骤404还可以包括j01至j03：
84.j01、确定所述当前残余电压与所述当前残余电压的前一个残余电压之间的第一差值，所述第一差值用于反映当前残余电压的残压变化方向；
85.其中，目标调节方向为修正后的输出电压幅值的调节方向，该调节方向包括增大方向或减小方向，增大方向也即增大输出电压幅值，减小方向也即减小输出电压幅值。其中，修正包括改变当前调节方向或者保持当前的调节方向，而是否改变当前调节方向，则可以根据残压变化趋势确定，因此，首先确定当前残余电压与当前残余电压的前一个残余电压之间的第一差值，其中，第一差值用于反映当前残余电压的残压变化方向，也即当前残余电压相比之前的残余电压变大了还是减小了。
86.j02、确定所述当前输出电压的电压幅值与所述当前输出电压的前一个输出电压的电压幅值之间的第二差值，所述第二差值用于反映当前电压幅值的当前调节方向；
87.进一步的，还需要确定当前调节方向，具体的，确定当前输出电压的电压幅值与当前输出电压的前一个输出电压的电压幅值之间的第二差值，其中，第二差值用于反映当前电压幅值的当前调节方向，由于调节方向是增加或减小输出电压幅值，因此，通过当前与之前的电压幅值之差，可以确定当前的调节方向。
88.j03、根据所述第一差值以及所述第二差值，确定所述目标调节方向。
89.进一步的，得到第一差值以及第二差值之后，就掌握了当前残压的变化方向和当前调节方向，通过第一差值以及第二差值可以决定是改变当前的调节方向还是保持当前的调节方向，以得到目标调节方向。具体的，步骤j03可以包括h01至h05五种情况：
90.h01、当所述第一差值大于0，且所述第二差值小于0，则确定所述目标调节方向为增大输出电压幅值；
91.第一种情况，如第一差值dug》0，即故障相残压增大，说明当前调节方向错误。如第二差值duin《0，表示当前调节方向是减小输出电压，而这是错误的，可控电压源输出幅值应增大，此时就可以将目标调节方向确定为dir＝1，也即增大可控电压源输出幅值。
92.h02、当所述第一差值大于0，且所述第二差值大于0，则确定所述目标调节方向为
减小输出电压幅值；
93.第二种情况，如第一差值dug》0，即故障相残压增大，说明当前调节方向错误。如第二差值duin》0，表示当前调节方向是增大输出电压，而这是错误的，可控电压源输出幅值应减小，此时目标调节方向dir＝-1，也即减小可控电压源输出幅值。
94.h03、当所述第一差值小于0，且所述第二差值小于0，则确定所述目标调节方向为减小输出电压幅值；
95.第三种情况，如第一差值dug《0，即故障相残压减小，说明当前调节方向正确。如第二差值duin《0，表示当前调节方向是减小输出电压，而这是正确的，此时目标调节方向dir＝-1，也即减小可控电压源输出幅值。
96.h04、当所述第一差值小于0，且所述第二差值大于0，则确定所述目标调节方向为增大输出电压幅值；
97.第四种情况，如第一差值dug《0，即故障相残压减小，说明当前调节方向正确。如第二差值duin》0，表示当前调节方向是增大输出电压，而这是正确的，此时目标调节方向dir＝1，也即增大可控电压源输出幅值。
98.h05、当所述第一差值或所述第二差值中任意一个等于0，则确定所述目标调节方向为当前调节方向，所述当前调节方向为增大或减小输出电压幅值。
99.第五种情况，第一差值dug或第二差值duin任一值为零，则当前调节方向dir将保持不变，也即目标调节方向为按原调节方向(增大或减小)调节输出幅值。
100.示例性的，可以参考下述判定规则，进而可以根据第一差值、第二差值、当前调节方向以及判定规则，确定目标调节方向，具体的判定规则如下：
[0101][0102]
式中，dir为目标调节方向，dug为故障相残压的当前值与(一定时间前)前一个值的差值，即第一差值；duin为可控电压源输出电压幅值的当前值与(一定时间前)前一个值的差值，即第二差值，其中，由于每次的pi控制均可以改变输出电压幅值，进而改变残压，因此，一定时间可以理解为进行pi控制调节修正偏差的频率。
[0103]
405、利用所述目标补偿数据更新所述初始补偿数据，并返回执行所述按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿的步骤，直至所述单相接地故障消失，则控制所述可控电压源退出对所述配电系统的故障补偿；
[0104]
需要说明的是，步骤405与图1所示步骤105的内容相似，为避免重复此处不作赘述，具体可参阅图1所示步骤105的内容。
[0105]
示例性的，目标补偿数据至少包括输出电压的目标电压幅值以及目标调节方向，初始补偿数据至少包括当前电压幅值以及当前调节方向，进而利用目标补偿数据更新初始补偿数据可以理解为，令当前电压幅值等于目标电压幅值，令当前调节方向为目标调节方向，继而使用目标补偿数据进行后续对配电系统进行故障补偿的补偿数据。
[0106]
406、若所述当前补偿状态为正常补偿状态，则继续执行所述按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿的步骤。
[0107]
可以理解的是，如果残压没有超过误差允许范围，说明是正常补偿状态，则暂时不
需要更新补偿数据，继续执行预设的初始补偿数据进行故障补偿即可。
[0108]
下面为本技术的一种简要的实现流程，包括步骤s1至s6：
[0109]
s1：系统发生单相接地后，可控电压源按初始幅值、角度进行输出补偿；
[0110]
s2：计算故障相残余电压；
[0111]
s3：判断故障相残余电压是否大于设定阈值，而超过误差允许范围；
[0112]
s4：若大于设定阈值，将残余电压输入pi控制器，将故障相残压有效值输入pi控制器，与可控电压源输出电压的调节方向相乘后与当前可控电压源电压输出电压幅值叠加，得到修正后的可控电压源电压；
[0113]
s5：根据残压变化方向和pi控制器输出值修正可控电压源输出电压幅值；
[0114]
s6：接地故障消失，可控电压源退出补偿
[0115]
本发明提供一种可控电压源的输出电压的控制方法，利用故障相残压、可控电压源输出电压幅值的变化控制调节方向，通过故障相残压进行pi控制，并进一步控制可控电压源输出电压幅值，使接地故障点残流、故障相残压接近零，能够可靠消弧。
[0116]
请参阅图5，图5为本发明实施例中一种可控电压源的输出电压的控制装置的结构框图，如图5所示装置包括：
[0117]
第一补偿模块501：用于在配电系统发生单相接地故障时，按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿，所述初始补偿数据至少包括所述当前输出电压的当前电压幅值；
[0118]
残压确定模块502：用于确定所述单相接地故障的故障相的当前残余电压；
[0119]
状态确定模块503：用于根据所述当前残余电压以及预设残余电压阈值，确定当前补偿状态；
[0120]
异常修正模块504：用于若所述当前补偿状态为异常补偿状态，则利用所述当前残余电压、当前输出电压的当前电压幅值以及预设的比例积分控制器进行所述初始补偿数据的修正处理，确定修正后的目标补偿数据；
[0121]
第二补偿模块505：用于利用所述目标补偿数据更新所述初始补偿数据，并返回执行所述按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿的步骤，直至所述单相接地故障消失，则控制所述可控电压源退出对所述配电系统的故障补偿。
[0122]
需要说明的是，图4所示装置中各个模块的作用与图1所示方法中各步骤的内容相似，为避免重复此处不作赘述，具体可参阅图1所示方法中各步骤的内容。
[0123]
本发明提供一种可控电压源的输出电压的控制装置，装置包括：第一补偿模块：用于在配电系统发生单相接地故障时，按照预设的初始补偿数据控制可控电压源的当前输出电压，以对配电系统进行故障补偿，初始补偿数据至少包括当前输出电压的当前电压幅值；残压确定模块：用于确定单相接地故障的故障相的当前残余电压；状态确定模块：用于根据当前残余电压以及预设残余电压阈值，确定当前补偿状态；异常修正模块：用于若当前补偿状态为异常补偿状态，则利用当前残余电压、当前输出电压的当前电压幅值以及预设的比例积分控制器进行初始补偿数据的修正处理，确定修正后的目标补偿数据；第二补偿模块：用于利用目标补偿数据更新初始补偿数据，并返回执行按照预设的初始补偿数据控制可控电压源的当前输出电压，以对配电系统进行故障补偿的步骤，直至单相接地故障消失，则控
制可控电压源退出对配电系统的故障补偿。通过上述方式控制可控电压源的输出电压进行单相接地故障的补偿，且通过基于故障相的残余电压的pi控制调整可控电压源的输出电压幅值，不依赖于不平衡电源、零序电压和可控电压源电流角差等参数的准确计算，即可进行接地故障补偿，减少了复杂的参数运算，可以提高故障补偿效率，且可以达到使接地故障点残流及故障相残压接近零等可靠消弧的效果，完成故障消除，保证了故障补偿准确度。
[0124]
图6示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。该计算机设备具体可以是终端，也可以是服务器。如图6所示，该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现上述方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行上述方法。本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0125]
在一个实施例中，提出了一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如图1或图4所示方法的步骤。
[0126]
在一个实施例中，提出了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如图1或图4所示方法的步骤。
[0127]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0128]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0129]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种可控电压源的输出电压的控制方法，其特征在于，所述方法包括：在配电系统发生单相接地故障时，按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿，所述初始补偿数据至少包括所述当前输出电压的当前电压幅值；确定所述单相接地故障的故障相的当前残余电压；根据所述当前残余电压以及预设残余电压阈值，确定当前补偿状态；若所述当前补偿状态为异常补偿状态，则利用所述当前残余电压、当前输出电压的当前电压幅值以及预设的比例积分控制器进行所述初始补偿数据的修正处理，确定修正后的目标补偿数据；利用所述目标补偿数据更新所述初始补偿数据，并返回执行所述按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿的步骤，直至所述单相接地故障消失，则控制所述可控电压源退出对所述配电系统的故障补偿。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述目标补偿数据至少包括当前输出电压的目标电压幅值，则所述利用所述当前残余电压、当前输出电压的当前电压幅值以及预设的比例积分控制器进行所述初始补偿数据的修正处理，确定修正后的目标补偿数据，包括：将所述当前电压幅值以及所述当前残余电压的有效值输入所述比例积分控制器进行当前电压幅值的修正处理，确定所述目标电压幅值。3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述目标补偿数据还包括输出电压的目标调节方向，则所述利用所述当前残余电压、当前输出电压的当前电压幅值以及预设的比例积分控制器进行所述初始补偿数据的修正处理，确定修正后的目标补偿数据，还包括：确定所述当前残余电压与所述当前残余电压的前一个残余电压之间的第一差值，所述第一差值用于反映当前残余电压的残压变化方向；确定所述当前输出电压的电压幅值与所述当前输出电压的前一个输出电压的电压幅值之间的第二差值，所述第二差值用于反映当前电压幅值的当前调节方向；根据所述第一差值以及所述第二差值，确定所述目标调节方向。4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述根据所述第一差值以及所述第二差值，确定所述目标调节方向，包括：当所述第一差值大于0，且所述第二差值小于0，则确定所述目标调节方向为增大输出电压幅值；当所述第一差值大于0，且所述第二差值大于0，则确定所述目标调节方向为减小输出电压幅值；当所述第一差值小于0，且所述第二差值小于0，则确定所述目标调节方向为减小输出电压幅值；当所述第一差值小于0，且所述第二差值大于0，则确定所述目标调节方向为增大输出电压幅值；当所述第一差值或所述第二差值中任意一个等于0，则确定所述目标调节方向为当前调节方向，所述当前调节方向为增大或减小输出电压幅值。5.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述将所述当前电压幅值以及所述当前残余电压的有效值输入所述比例积分控制器进行当前电压幅值的修正处理，确定所述目标电压
幅值，包括：将所述当前残余电压的有效值输入所述比例积分控制器，确定所述比例积分控制器的第一输出，所述第一输出为所述当前残余电压的有效值与当前调节方向进行相乘处理得到的；将所述第一输出以及当前电压幅值输入所述比例积分控制器，确定所述比例积分控制器的第二输出，所述第二输出为所述第一输出与当前电压幅值进行叠加得到的；将所述第二输出确定为所述目标电压幅值。6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据所述当前残余电压以及预设残余电压阈值，确定当前补偿状态，包括：当所述当前残余电压大于所述预设残余电压阈值，则确定当前补偿状态为异常补偿状态；当所述当前残余电压小于等于所述预设残余电压阈值，则确定当前补偿状态为正常补偿状态。7.根据权利要求1至6任一项所述方法，其特征在于，所述根据所述当前残余电压以及预设残余电压阈值，确定当前补偿状态，之后还包括：若所述当前补偿状态为正常补偿状态，则继续执行所述按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿的步骤。8.一种可控电压源的输出电压的控制装置，其特征在于，所述装置包括：第一补偿模块：用于在配电系统发生单相接地故障时，按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿，所述初始补偿数据至少包括所述当前输出电压的当前电压幅值；残压确定模块：用于确定所述单相接地故障的故障相的当前残余电压；状态确定模块：用于根据所述当前残余电压以及预设残余电压阈值，确定当前补偿状态；异常修正模块：用于若所述当前补偿状态为异常补偿状态，则利用所述当前残余电压、当前输出电压的当前电压幅值以及预设的比例积分控制器进行所述初始补偿数据的修正处理，确定修正后的目标补偿数据；第二补偿模块：用于利用所述目标补偿数据更新所述初始补偿数据，并返回执行所述按照预设的初始补偿数据控制所述可控电压源的当前输出电压，以对所述配电系统进行故障补偿的步骤，直至所述单相接地故障消失，则控制所述可控电压源退出对所述配电系统的故障补偿。9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明实施例公开了一种可控电压源的输出电压的控制方法及装置、设备及介质，方法包括：在单相接地故障时，按照预设的初始补偿数据控制可控电压源的当前输出电压，以对配电系统进行故障补偿；确定单相接地故障的故障相的当前残余电压；根据当前残余电压以及预设残余电压阈值，确定当前补偿状态；若当前补偿状态为异常补偿状态，则利用当前残余电压、当前输出电压的当前电压幅值以及预设的比例积分控制器进行初始补偿数据的修正，确定修正后的目标补偿数据；利用目标补偿数据对配电系统进行故障补偿，直至单相接地故障消失。通过上述方式不依赖不平衡电源、零序电压和可控电压源电流角差等准确计算，即可可靠消弧，完成故障消除。除。除。


技术研发人员：刘红文 徐肖伟 柴晨超 张春丽 杨金东 杨莉 杨明贵 邓正东
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司电力科学研究院
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/8/14