基于三相级联H桥变流器的配电网接地故障分相柔性消弧方法

中性点非有效接地配电网长期存在单相接地故障消弧难题,传统柔性消弧方法利用实时检测的电源电压计算注入补偿电流值,通过控制连接于配电网中性点的单个有源逆变器实现消弧,已有方法需进行故障选相并且逆变器需通过Z型变压器及升压变接入配电网。提出基于三相级联H桥变流器的配电网接地故障分相柔性消弧新方法,三相级联H桥变流器通过连接电感直接挂接在各相线,发生接地故障时,利用实时检测的相电压计算注入补偿电流值,分相控制级联H桥变流器注入补偿电流,控制故障点电压为零,实现接地故障消弧。仿真结果表明该方法可灵活、有效地补偿接地故障电流,抑制接地故障电弧重燃。且采用单相或三相级联H桥变流器进行故障消弧时,不需要进行故障选相。     

适应线路参数及负载变化的配电网柔性优化消弧方法

中性点非有效接地配电网长期存在单相接地故障消弧难题,在分析线路参数及负载对已有消弧方法的影响以及已有消弧方法优缺点的基础上,提出一种配电网单相接地故障柔性优化消弧方法。故障发生后,通过级联H桥变流器向配电网注入接地故障补偿电流,并根据母线处零序电压确定接地过渡电阻大小。接地电阻较大时,判断注入补偿电流后母线处三相电压变化趋势,选出故障相,根据故障选相结果调整变流器注入电流,控制母线处故障相电压为零,即采用电压消弧方法,否则继续注入接地故障补偿电流,即采用电流消弧方法。仿真结果表明所提方法能够有效抑制接地电弧重燃,解决了单一电流消弧方法和电压消弧方法因线路参数和负载影响而存在的不足。     

含电力电子变压器的配电网单相接地故障集成化消弧方法

在电力电子变压器输入级变流器直流侧电容中点设置接地支路,配合αβ0坐标系下的多变量解耦控制,提出一种配电网单相接地故障集成化消弧方法,该方法具备基于0轴电压调控的配电网对地参数不对称补偿、单相接地故障选相、自适应消弧功能和基于α、 β轴电压调控的源端功率平衡功能。配电网正常运行时,实时监测配电网对地参数不对称引起的中性点电位偏移,根据偏移量计算补偿电流并将其注入配电网消除中性点电位偏移。配电网发生单相接地故障时,通过对比零序电压与三相电压间的关系辨识故障相,并以零序电压幅值为投切条件实现自适应消弧;通过对源端功率的实时补偿抑制因负荷投切或故障导致的功率振荡。MATLAB/Simulink仿真结果验证了所提集成化消弧方法的可行性和有效性。     

集成无功补偿和故障抑制功能的一体化变流器及其控制策略

已有一体化变流器存在无法同时进行无功补偿和故障抑制、各桥臂两端承受电压高、动态响应速度慢以及电弧接地故障抑制难等问题,故提出集成无功补偿和故障抑制功能的一体化变流器新型拓扑结构及其控制策略。首先,分析一体化变流器的拓扑结构及其工作原理,提出四桥臂级联H桥变流器的新型拓扑结构,三相桥臂星型连接用于无功功率补偿,在星型连接点与大地间增设一条由单相级联H桥变流器构成的接地桥臂,为变流器直流侧电压控制提供支撑,实现接地故障电流快速全补偿。其次,在分析无功补偿、故障抑制和直流侧电压稳定控制原理和相互作用机理的基础上,提出三者的协同控制策略。最后,利用PSCAD/EMTDC软件对所提一体化变流器及控制策略进行仿真验证,结果表明在直流侧无独立电源的情况下,可同时进行无功补偿和故障抑制。     

基于10kV线路补偿的配网无功优化系统的研究与应用

针对配电变压器低压侧并联电容器进行无功补偿无法优化全网运行状态等问题,设计了一种基于高压侧补偿的无功优化方案。通过前推回代潮流计算、FCM聚类和遗传算法选择最佳补偿位置和最大补偿容量,以选择合适的电容器安装在最佳补偿位置,然后利用高压无功补偿装置实时采集配电网负荷信息上传给上位机软件,上位机软件调用Matlab优化算法计算最优补偿容量并确定电容器的投切策略。运用了协议库以提高上位机软件对不同无功补偿装置的适用性。     

配电网单相接地故障柔性自适应消弧新方法

针对已有消弧柜和柔性电压消弧技术未考虑故障线路阻抗压降问题,提出基于故障点处电压抑制的配电网单相接地故障柔性电压消弧新方法。通过2次注入补偿电流计算中性点至故障点压降,再调控零序电压至该压降,将故障点处电压抑制为0。为防止2次注入任意电流导致接地故障电流增大的问题,提出将柔性电流消弧法作为柔性电压消弧新方法投入前的过渡。考虑故障相误选的影响,提出故障选相新方法,推导了单相接地故障后的零序电压与故障相电源电压的相位关系,通过相位比对选出故障相。最后,结合柔性电压消弧法自适应线路参数变化的优点,提出以柔性电压消弧新方法为主,柔性电流消弧法为短时先导的柔性自适应消弧方法。仿真结果验证了所提方法的有效性。     

含四桥臂H桥变流器的不对称配电网综合补偿方法

为解决配电网电力电子设备存在的功能单一、利用率低、造价高及协同难等问题,提出含四桥臂H桥变流器的不对称配电网综合补偿方法。在静止无功发生器的中性点增设级联H桥对地支路的新型综合补偿装置结构,为接地故障和三相对地参数不对称的补偿电流提供流通回路,考虑配电网三相对地参数不对称和三相负荷不平衡的影响,将有功和无功功率补偿、三相不平衡负荷补偿和三相对地参数不对称电流以及接地故障电流补偿等功能集成至同一套补偿装置。在分析各功能的原理及相互作用机理的基础上,提出基于分序解耦控制的多目标协同控制策略,以及三相对地参数不对称电流补偿与接地故障电流补偿的切换方法。正常运行时,综合补偿装置动态补偿配电网有功功率和无功功率、三相不平衡负荷及三相对地参数不对称电流;接地故障时,三相对地参数不对称电流补偿切换至接地故障电流补偿。仿真结果验证了所提方法的有效性。