柔性接地补偿电流离散域矢量控制策略研究
2023年电子技术应用第4期
胡致宁1，李先允1，赵志宏2
（1.南京工程学院 电力学院， 江苏 南京 211167；2.南京理工大学 自动化学院， 江苏 南京 210096）
摘要： 柔性接地通过电力电子变流器补偿单相接地故障电流的有功和谐波分量，实现对故障电流的全补偿，从而有利于接地点电弧的快速熄灭，因此柔性接地在配电网具有重要的应用前景。针对柔性接地有功与谐波电流控制，通过建立电力电子变流器的离散模型，直接考虑数字控制的一拍延时，设计了离散矢量电流控制器，在静止坐标系实现了对交流信号的无静差调节。针对所提电流控制器，通过离散域根轨迹分析，提出了临界阻尼参数设计方法，优化暂态响应避免了过补偿。仿真结果验证了所提控制器与设计方法的有效性。
中圖分類號：TM464
文獻標志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223560
中文引用格式： 胡致寧，李先允，趙志宏. 柔性接地補償電流離散域矢量控制策略研究[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2023，49(4)：105-110.
英文引用格式： Hu Zhining，Li Xianyun，Zhao Zhihong. Study of the discrete vector controller for current regulation of flexible grounding compensation method[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(4)：105-110.
文獻標志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.223560
中文引用格式： 胡致寧，李先允，趙志宏. 柔性接地補償電流離散域矢量控制策略研究[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2023，49(4)：105-110.
英文引用格式： Hu Zhining，Li Xianyun，Zhao Zhihong. Study of the discrete vector controller for current regulation of flexible grounding compensation method[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(4)：105-110.
Study of the discrete vector controller for current regulation of flexible grounding compensation method
Hu Zhining1，Li Xianyun1，Zhao Zhihong2
(1.School of Electric Power Engineering， Nanjing Institute of Technology， Nanjing 211167， China； 2.School of Automation， Nanjing University of Science and Technology， Nanjing 210096， China)
Abstract： The active and high-frequency harmonic current are compensated by introducing power electronics converter of the flexible grounding, which achieves full compensation of the single-phase to earth current to achieve a fast arc extinction. Thus, the flexible grounding is promising in the distribution network. Regarding the active and harmonic current control, this paper proposes to design the controller in the discrete-time domain based on the discrete model of the plant, which deals with the one-sample delay directly. The discrete complex current controller is developed which achieves AC current regulation in the stationary reference frame without steady-state error. With regard to the proposed controller, a tuning method based on critical damping is proposed based on the discrete root locus analysis, which avoids overshoot and optimizes the settling time. The simulation results have verified the effectiveness of the proposed controller and the tuning method.
Key words : flexible grounding；current compensation；discrete complex controller；critical damping
0 引言
隨著配電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大、電力電子變流設(shè)備以及電纜線路的大量使用，系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，流過接地點電流除了基波容性電流外，還包含大量的有功和諧波電流[?，F(xiàn)有的自動跟蹤補償消弧線圈只能補償基波無功電流，對阻性和諧波電流無能為力，導(dǎo)致故障點殘余電流仍然處于較大水平，電弧難以熄滅，容易引發(fā)弧光過電壓，造成設(shè)備絕緣損壞。
柔性接地在傳統(tǒng)消弧線圈接地的基礎(chǔ)上，通過增加電力電子變流器，補償故障電流的有功和諧波分量，實現(xiàn)了對接地電流的完全補償。因此，無需對已有消弧線圈及其調(diào)檔控制策略進行改造，難點和關(guān)鍵點是變流器的電流跟蹤控制策略，要求能夠快速跟蹤參考電流，抑制暫態(tài)調(diào)節(jié)過程發(fā)生電流超調(diào)，從而避免過補償并且降低電弧燃燒的可能性。
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作者信息：
胡致寧1，李先允1，趙志宏2
（1.南京工程學(xué)院 電力學(xué)院， 江蘇 南京 211167；2.南京理工大學(xué) 自動化學(xué)院， 江蘇 南京 210096）
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