基于双重控制的对地补偿装置研究
发布时间：2021-11-26 09:42
电网终端运行环境复杂多变,易发生随机故障,其中主要故障类型集中在单相接地故障。单相接地故障易导致两相或多相短路故障的发生,所以应尽快找到并排除。与此同时随着谐波分量不断增大,瞬时性接地故障消弧能力变差,故障点的电弧难以自行熄灭,易产生故障过电压,引起多重事故,危及电网安全,影响社会稳定。因此本文对接地故障补偿装置进行了研究,主要解决单相对地故障这一问题,此外还加入无功补偿及谐波抑制等功能,研究成果主要解决了装置的谐振问题,研究流程如下:首先,在三相三桥臂有源滤波器的思路上,通过采用三相四桥臂拓扑进行接地故障系统的主拓扑设计,本文设计的装置比其他装置的优点在于不需要消弧线圈和大型变压器,而且功能多样。其次,通过RT＿LAB实时仿真系统进行原理及拓扑上的仿真验证,证明了本文设计思路的正确性。为了解决谐振问题,本文在LCL滤波器的拓扑以及控制算法上进行了设计。与此同时为了验证优化后的算法,在实习公司的实验样机上进行了优化后的算法检验。最后,在实验室进行接地故障补偿样机的设计。
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
a相接地故障
92.接地故障系统的主拓扑分析及研究2.1接地故障系统的主电路拓扑结介绍及比较本章研究的补偿装置主要是针对大电流接地系统也就是直接接地系统发生单相接地故障时，提出的解决办法。本章研究的接地系统主拓扑如图2.1主要由三相电网部分，四桥臂变流器部分，LCL滤波器部分以及三相负载四部分组成。其中三相四桥臂变流器中的前三相通过电感直接连接在电网上，第四相直接接地，变流器与负载并联。本章提出的补偿装置当无接地故障时，第四相无触发脉冲，通过触发前三相完成无功补偿，谐波抑制以及三相不平衡功能，与有源滤波器的工作原理相同，当出现接地故障时，通过改变控制方式触发第四相脉冲，让第四相生成与对地故障电流相反的补偿电流，可以达到对地故障电流全补偿的设计目的。图2.1本章提出的接地故障系统Fig.2.1Groundfaultsystemproposedinthispaper而现有的柔性接地故障补偿系统拓扑如图2.2。虽然也是使用有源补偿装置，但是起到的是辅助作用，主要是通过主消弧线圈以及采用测量对地电容及对地泄漏电阻来计算补偿电流的方法，系统分析如下：在图2.2中，Ea、Eb、Ec为网侧电源电动势，Ua、Ub、Uc为三相电压，UN为中性点电压，L1为中性点消弧线圈，I为通过接地补偿装置输入网侧的电流，Ra、Rb、Rc为配电网的对地泄漏电阻，Ca、Cb、Cc为配电网的对地电容，Rf为接地故
10障的过渡电阻，本章假设故障发生在C相[28]。图2.2传统接地故障系统Fig.2.2Traditionalgroundfaultsystem根据电路原理可知：=(+)+(+)+(+)(+)+（2.1）=+,=+,=+（2.2）=式（2.2）分别是三相对地的导纳和中性点对地导纳，式（2.1）可简化为：=++(+)+（2.3）其中，=+，=+，=+。因此，当且仅当输入电流为：=++（2.4）当Uc＝０，说明故障相恢复电压被抑制到零，此时UN等于负的Ec，完成了单相接地故障的消除[29]。所以，当电网C相发生单相接地故障时，柔性接地故障装置的控制目标可表示为:=++或=（2.5）通过对比看来，由于现有的补偿系统在对地电容测量上的难度和不准确性以
【参考文献】：
期刊论文
[1]非有效接地配电网单相接地故障定位的技术难点[J]. 肖先勇,何婧宇,陈缨,张文海,郑子萱. 电力科学与技术学报. 2018(04)
[2]配电网单相电弧接地故障的辨识方法[J]. 沈煜,阮羚,戴兵,刘楠康,邱凌,何续. 武汉大学学报(工学版). 2018(12)
[3]基于神经网络PI+自适应重复控制的并网逆变器研究[J]. 于龙,傅仲文,唐圣学. 可再生能源. 2018(11)
[4]配电网小电流接地系统典型故障分析与处理[J]. 鹿优,徐伟,李毅然. 国网技术学院学报. 2018(05)
[5]10kV配电线路单相接地故障处理模式分析与改进[J]. 徐静,王虎. 科技资讯. 2018(30)
[6]配电网10kV线路单相接地故障特征分析[J]. 李童,宋玉琴,段俊瑞. 西安工程大学学报. 2018(04)
[7]单相LLCL并网逆变器的研究[J]. 彭崇文,曹太强,郭筱瑛,张煜枫,陈雨枫,林玉婷. 电气传动. 2018(12)
[8]配电网柔性接地装置电压控制方法研究[J]. 陈锐,陈朵红,张健,贺蕾思思,曾祥君. 电力科学与技术学报. 2018(02)
[9]全补偿消弧线圈在化工电网中的应用[J]. 杨欣达. 化工自动化及仪表. 2018(06)
[10]抑制三相四桥臂逆变器共模电压的三维SVPWM控制策略[J]. 胡慧慧,马文忠,董磊. 电力系统自动化. 2018(12)
博士论文
[1]高性能APF若干关键技术研究[D]. 陈晓.浙江大学 2016
[2]分布式发电并网逆变器的虚拟谐波阻抗控制研究[D]. 李飞.合肥工业大学 2015
硕士论文
[1]基于参数辨识的电容电流测量研究[D]. 朱静.西安科技大学 2016
[2]逆变器输出波形复合控制技术[D]. 李冬冬.华中科技大学 2015
[3]三相四线有源电力滤波器调制策略研究[D]. 刘马隆.中国矿业大学 2015
[4]并网逆变器LCL滤波器研究[D]. 黄宵驳.南京航空航天大学 2014
[5]三相四桥臂逆变器控制技术研究[D]. 张晓明.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：3519886
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
a相接地故障
92.接地故障系统的主拓扑分析及研究2.1接地故障系统的主电路拓扑结介绍及比较本章研究的补偿装置主要是针对大电流接地系统也就是直接接地系统发生单相接地故障时，提出的解决办法。本章研究的接地系统主拓扑如图2.1主要由三相电网部分，四桥臂变流器部分，LCL滤波器部分以及三相负载四部分组成。其中三相四桥臂变流器中的前三相通过电感直接连接在电网上，第四相直接接地，变流器与负载并联。本章提出的补偿装置当无接地故障时，第四相无触发脉冲，通过触发前三相完成无功补偿，谐波抑制以及三相不平衡功能，与有源滤波器的工作原理相同，当出现接地故障时，通过改变控制方式触发第四相脉冲，让第四相生成与对地故障电流相反的补偿电流，可以达到对地故障电流全补偿的设计目的。图2.1本章提出的接地故障系统Fig.2.1Groundfaultsystemproposedinthispaper而现有的柔性接地故障补偿系统拓扑如图2.2。虽然也是使用有源补偿装置，但是起到的是辅助作用，主要是通过主消弧线圈以及采用测量对地电容及对地泄漏电阻来计算补偿电流的方法，系统分析如下：在图2.2中，Ea、Eb、Ec为网侧电源电动势，Ua、Ub、Uc为三相电压，UN为中性点电压，L1为中性点消弧线圈，I为通过接地补偿装置输入网侧的电流，Ra、Rb、Rc为配电网的对地泄漏电阻，Ca、Cb、Cc为配电网的对地电容，Rf为接地故
10障的过渡电阻，本章假设故障发生在C相[28]。图2.2传统接地故障系统Fig.2.2Traditionalgroundfaultsystem根据电路原理可知：=(+)+(+)+(+)(+)+（2.1）=+,=+,=+（2.2）=式（2.2）分别是三相对地的导纳和中性点对地导纳，式（2.1）可简化为：=++(+)+（2.3）其中，=+，=+，=+。因此，当且仅当输入电流为：=++（2.4）当Uc＝０，说明故障相恢复电压被抑制到零，此时UN等于负的Ec，完成了单相接地故障的消除[29]。所以，当电网C相发生单相接地故障时，柔性接地故障装置的控制目标可表示为:=++或=（2.5）通过对比看来，由于现有的补偿系统在对地电容测量上的难度和不准确性以
【参考文献】：
期刊论文
[1]非有效接地配电网单相接地故障定位的技术难点[J]. 肖先勇,何婧宇,陈缨,张文海,郑子萱. 电力科学与技术学报. 2018(04)
[2]配电网单相电弧接地故障的辨识方法[J]. 沈煜,阮羚,戴兵,刘楠康,邱凌,何续. 武汉大学学报(工学版). 2018(12)
[3]基于神经网络PI+自适应重复控制的并网逆变器研究[J]. 于龙,傅仲文,唐圣学. 可再生能源. 2018(11)
[4]配电网小电流接地系统典型故障分析与处理[J]. 鹿优,徐伟,李毅然. 国网技术学院学报. 2018(05)
[5]10kV配电线路单相接地故障处理模式分析与改进[J]. 徐静,王虎. 科技资讯. 2018(30)
[6]配电网10kV线路单相接地故障特征分析[J]. 李童,宋玉琴,段俊瑞. 西安工程大学学报. 2018(04)
[7]单相LLCL并网逆变器的研究[J]. 彭崇文,曹太强,郭筱瑛,张煜枫,陈雨枫,林玉婷. 电气传动. 2018(12)
[8]配电网柔性接地装置电压控制方法研究[J]. 陈锐,陈朵红,张健,贺蕾思思,曾祥君. 电力科学与技术学报. 2018(02)
[9]全补偿消弧线圈在化工电网中的应用[J]. 杨欣达. 化工自动化及仪表. 2018(06)
[10]抑制三相四桥臂逆变器共模电压的三维SVPWM控制策略[J]. 胡慧慧,马文忠,董磊. 电力系统自动化. 2018(12)
博士论文
[1]高性能APF若干关键技术研究[D]. 陈晓.浙江大学 2016
[2]分布式发电并网逆变器的虚拟谐波阻抗控制研究[D]. 李飞.合肥工业大学 2015
硕士论文
[1]基于参数辨识的电容电流测量研究[D]. 朱静.西安科技大学 2016
[2]逆变器输出波形复合控制技术[D]. 李冬冬.华中科技大学 2015
[3]三相四线有源电力滤波器调制策略研究[D]. 刘马隆.中国矿业大学 2015
[4]并网逆变器LCL滤波器研究[D]. 黄宵驳.南京航空航天大学 2014
[5]三相四桥臂逆变器控制技术研究[D]. 张晓明.哈尔滨工程大学 2012
本文编号：3519886
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