配电网中性点柔性接地装置四象限运行机理与控制方法

作     者：曾祥君 贺世庚 喻锟 李理 卓超 杨理斌 李佳政 ZENG Xiangjun;HE Shigeng;YU Kun;LI Li;ZHUO Chao;YANG Libin;LI Jiazheng

作者机构：智能电网运行与控制湖南省重点实验室(长沙理工大学)湖南省长沙市410114 湘江实验室湖南省长沙市410205 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (PROCEEDINGS OF THE CHINESE SOCIETY FOR ELECTRICAL ENGINEERING)

年 卷 期：2024年第44卷第21期

页      面：8406-8420,I0007页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52037001,52177070) 湖南省自然科学基金项目(2021JJ30729) 湖南省教育厅项目(22A0231) 

主　　题：四象限运行 控制方法 柔性接地装置 配电网 单相接地故障 

摘      要：针对现有配电网柔性接地装置在进行接地故障处置时,易因网侧能量倒灌而导致直流侧电压失稳,甚至直流电容击穿的问题,分析注入电流与中性点电压间相角差随系统参数的变化规律,揭示系统参数变化对柔性接地装置输出有功功率、能量流向的影响机理,阐明造成系统能量倒灌的内在原因。在此基础上,提出一种具备四象限运行功能的柔性接地装置拓扑结构,在整流侧采用电压型三相半桥可控整流拓扑,并经配电变压器接入电网,能够维持能量在装置内双向流通,提升直流侧电压稳定性,同时实现直流侧供电自给。进一步提出基于四象限运行柔性接地装置的多目标复合控制方法,通过dq旋转坐标系下整流双环控制实现装置整流网侧单位功率因数运行及直流侧电压稳定,并由逆变侧控制对中性点电压进行快速精准调控。在PSIM(power simulation)仿真环境与10 kV真型配电网实验场中模拟各种运行和故障工况,对所提装置运行机理和控制方法进行验证,仿真与实验结果表明四象限运行柔性接地装置能有效解决现有柔性接地装置在网侧能量倒灌条件下直流侧电压失稳的问题,提升装置的运行和调控性能,实现接地故障快速安全可靠处置。