3多功能串聯(lián)補償器虛擬阻抗柔性限流及其運行機理

1、第十一屆中國高校電力電子與電力傳動學術年會多功能串聯(lián)補償器虛擬阻抗柔性限流及其運行機理1，1，1，2，1(1.湖南大學、電氣與信息，長沙 410082；2. 長沙理工大學、電氣與信息，長沙 410004)摘要：針對短路故障時沖擊電流的柔性控制，提出了一種虛擬阻抗柔性限流的多功能串聯(lián)補償器（MSC-VIFCL）拓撲結(jié)構及控制策略。分析其在正常運行和不同類型短路故障時的工作狀況及模式切換過程，闡述三相四橋臂串聯(lián)逆變器中引入虛擬阻抗的控制方法，建立短路故障數(shù)學模型，并給出虛擬阻抗和晶閘管支路限流阻抗參數(shù)設計方法。仿真及實驗結(jié)果表明，MSC-VIFCL 能有效抑制不同類型短路故障電流，故障發(fā)生后，虛擬

2、阻抗控制可實現(xiàn)電能質(zhì)量補償模式與限流模式間的平滑切換，設計晶閘管限流支路阻抗與繼電保護整定值相配。：柔性限流 虛擬阻抗 模式切換 參數(shù)設計Multi-functional Series Compensator Flexible Current Limiting and ItsOperating MechanismTu Cming1，Xiong Zhuo1，Guo Qi1，Jiang Fei2，Jie1an University 、College of Electrical and Information Engineering， Changsha 410082 2. Changsha Univ

3、ersity of Science &Technology 、School of Electrical and Information Engineering ，Changsha 410004)Abstract: Aiming at flexible control of inrush current for short circuit fault, a topology and its control strategy of multi-functional(1.series compensator based virtual impedance flexible current limit

4、ing (MSC-VIFCL) are proed.ysis of its normal operation anddifferent types of short-circuit fault and the working mode of the specific pros of switching. The control method of virtual impedance inthree-phase four-leg inverters series converter isroduced, establishing mathematical mof short circuit fa

5、ult, and the design method ofvirtual impedance and thyristor current limiting impedance parameter is explained. Simulation and experimental results showt, theproed MSC-VIFCL can effectively suppress different types of short-circuit fault current, after the fault occurs, virtual impedance controlenab

6、les smooth switching betner quality compensation mode and current limiting mode, through the design of thyristor currentlimiting impedance to coordinate relay protection setting value.Key words: flexible current limit, virtual impedance,mode switching, parameter design目前基于電力電子技術的固態(tài)限流器是的熱點。文獻6-7分別利用串

7、聯(lián)諧振電路阻抗為零、并聯(lián)諧振導納為零的特點設計出諧振式故障限流器。文獻8提出一種帶旁路電感的橋式短路故障0引言隨著電力系統(tǒng)的升級改造，其規(guī)模與結(jié)構日益龐大和復雜，使得短路容量大大增加，短路故障對電力系統(tǒng)危害越來越大，嚴重威脅電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行1-3。同時，大量非線性、沖擊性負荷接入導致電網(wǎng)電壓出現(xiàn)波動、不平衡等問題，對敏感性負荷正常工作的影響巨大4-5。限流器，故障時橋路退出運行，旁路電感進行限流。文獻9提出一種可控阻抗型橋式短路故障限流器，在限流電抗支路中串入并接的耗能電阻和絕緣柵雙極型晶體管（），通過控制占空比調(diào)節(jié)限流阻抗大小。然而，上述限流器具有結(jié)構基金項目：國家自然科學基金項目(51

8、377051)Project Supported by National Natural Science Foundation of China (51377051)多功能串聯(lián)補償器虛擬阻抗柔性限流及其運行機理功能單一、價格成本高的缺點，且電網(wǎng)故障的頻次非常低，單一的故障限流器長期處于閑置，與其高昂的價格不匹配。為此，文獻10提出一種具有短路限流功能的潮流控制器（UPFC-FCL），正常運行時為常規(guī)UPFC；短路故障時限流模塊由零阻抗轉(zhuǎn)變?yōu)榭?，限制短路電流。之后，文獻11對其進行改進，限流模塊由不控整流橋組成。此類拓撲能實現(xiàn)電能質(zhì)量調(diào)節(jié)和故障限流雙功能，但其 UPFC 模塊與限流模塊相對獨立，

9、各元器件功能復用少，主要元器件仍然處于閑置狀態(tài)。為提高元器件復用率，文獻 12-14提出一種新型多功能固態(tài)限流器，正常運行時優(yōu)化電壓質(zhì)量；故障時通過串聯(lián)變壓器、晶閘管短路支路、晶閘管旁路電抗支路進行限流。但該拓撲在短路故障發(fā)生瞬間的過電流得不到抑制，且存在短時的不控狀態(tài)使得線路電流趨于零，對故障檢測造成影響。針對上述不足，本文充分結(jié)合新型多功能固態(tài)限流器與虛擬阻抗控制的優(yōu)點提出 MSC-VIFCL 拓撲結(jié)構和控制策略。分析其正常運行和短路故障限流的工作原理及模式間的切換過程，闡述串聯(lián)逆變器中引入虛擬阻抗的控制方法，給出虛擬阻抗和晶閘管支路限流阻抗的參數(shù)設計方法。故障發(fā)生后，通過虛擬阻抗柔性限流

10、實現(xiàn)電壓補償模式和故障限流模式間的平滑切換。投入晶閘管限流支路阻抗， 限制故障電流與繼電保護整定值配合。對MSC-VIFCL 進行仿真和實驗驗證了該拓撲的有效性和可行性。1拓撲結(jié)構與控制系統(tǒng)組成本文所提MSC-VIFCL 的拓撲結(jié)構如圖1 所示。左側(cè)并聯(lián)整流器采用三相三橋臂結(jié)構；右側(cè)串聯(lián)逆變器采用三相四橋臂結(jié)構。串聯(lián)變壓器二次側(cè)采用星形連接方式，串聯(lián)逆變器第四橋臂輸出點 N 經(jīng)輸出電感 LN 接到變壓器二次側(cè)中性點 n；晶閘管限流支路由雙向晶閘管 D 與限流阻抗 ZK 串聯(lián)組成，并接于串聯(lián)逆變器三橋臂輸出點和中性點 n 之間。MSC-VIFCL 具有電壓補償和故障限流兩種工作模式。正常運行時，

11、補償電網(wǎng)電壓不平衡、驟升、驟降等問題。短路故障時，串聯(lián)逆變器控制環(huán)中引入虛擬阻抗，控制調(diào)節(jié)逆變器輸出阻抗，抑制短路故障電流上升速率，通過虛擬阻抗柔性限流，實現(xiàn)電壓補償和故障限流模式間的平滑切換，導通晶閘管限流支路并故障相，采用晶閘管限流阻抗限制短路電流，達成故障電流與繼電保護整定值相配合。故障消除后，再次工作于電壓補償模式。USZLZSTC1L1L2nCabLNcNZKD晶閘管限流支路三相四橋臂串聯(lián)逆變器并聯(lián)整流器圖 1 MSC-VIFCL 的拓撲結(jié)構第十一屆中國高校電力電子與電力傳動學術年會Fig. 1Topological structure of MSC-VIFC虛擬阻抗環(huán)節(jié)YZVFau

12、ltIPCfVvVrefV*abc1VsV*I*I*IVabcICdqCLLPIdq0Cf S Vsf電容電流參饋dq0abc圖 2 串聯(lián)變換器控制系統(tǒng)框圖Fig. 2 Block diagram of series converter control system串聯(lián)逆變器控制系統(tǒng)如圖 2 所示。其中虛擬阻抗環(huán)Fig. 3 Switching pros of operation mode節(jié)為：通過故障檢測判斷是否引入虛擬阻抗，虛擬阻抗2.1 電壓補償階段ZV 與逆變器輸出電流 IP 作用產(chǎn)生電壓降 VV，虛擬阻抗上的電壓降VV 與給定參考電壓Vref相減形成新的電壓參考值V*。逆變器輸出電壓

13、Vabc 與電壓參考值V*經(jīng)abc-dq0正常運行時，晶閘管限流支路斷開，系統(tǒng)處于電壓補償模式。其中，并聯(lián)整流器保持直流側(cè)電容電壓穩(wěn)定，并向串聯(lián)逆變器供能；三相四橋臂串聯(lián)逆變器解耦等效變換后的差值經(jīng)過 PI 調(diào)節(jié)，再與電容電流參饋項相為三個獨立的單相全橋逆變器，當三相輸入不平衡時，加，實現(xiàn)三相解耦控制。濾波電感電流參考值 I *經(jīng)空間逆變器各相之間互不影響，能獨立各相的輸入電壓，L使得負載電壓保持穩(wěn)定15。2.2 故障限流階段矢量電流調(diào)節(jié)器生成串聯(lián)逆變器各個橋臂的控制信號。2工作模式分析，文獻17短路故障時，為避免模塊過流通過并延時導通晶閘管支路限流，但在其延MSC-VIFCL 工作模式切換過

14、程如圖 3 所示。正常時過程中故障電流為零，對故障檢測造成影響。本文通運行時補償電網(wǎng)電壓；短路故障時，首先通過虛擬阻抗過引入虛擬阻抗柔性限流，平滑切換工作模式后導通晶柔性限流完成模式間的平滑切換，保護短路時免閘管限流支路，實現(xiàn)故障電流與繼電保護整定值相配合。受過電流沖擊，然后投入晶閘管限流支路限制故障電流；1）虛擬阻抗限流系統(tǒng)運行時，t0 時刻負載側(cè)發(fā)生短路故障，t1 時刻控制系統(tǒng)檢測到短路故障發(fā)生，如圖 4 所示串聯(lián)逆變器故障消除后再次工作于電壓補償模式。具體暫態(tài)過程及控制策略在下文中進行詳細分析。晶閘管限流支路限流虛擬阻抗柔性限流動態(tài)電壓補償模式動態(tài)電壓補償模式t5故障相控制環(huán)引入虛擬阻抗

15、，等效增大串聯(lián)逆變器輸出故障相故障相阻抗，限制瞬態(tài)故障過電流沖擊，MSC-VIFCL 由電壓晶閘管斷開t4短故故 故障 障消 判除 定t3路 障補償模式進入虛擬阻抗限流模式。故障t0判定封鎖t2導通虛擬阻抗上壓降為t12 LdI切換到短路故障限流切換到動態(tài)電壓補償 I2 =V V 2 V 2 PdtR（1） VP VVLR圖 3 工作模式切換過程空間矢量電流調(diào)節(jié)器dq0abcN多功能串聯(lián)補償器虛擬阻抗柔性限流及其運行機理式中，RV 為虛擬電阻，LV 為虛擬電感，短路故障時電流突增使虛擬電感上壓降 VL 極大，不利于逆變器控I 2U sin wt 。01ZL式中，LS，RS 分別為電壓源內(nèi)部電感

16、和電阻； 為故障時系統(tǒng)初始相位角；L 為串聯(lián)變壓器漏感；L1 為濾波電感；iap 為短路電流非周期分量，ip 為短路電流周期分量。制，可令 Z =R ，控制虛擬阻抗為純阻性。同時，非故VV障相繼續(xù)工作在電壓補償模式。NFault AY延時IPVVYFault B延時2）晶閘管限流支路限流虛擬阻抗柔性限流可保證故障瞬間電流上升率的有YFault C延時VaVrefV*Vb效抑制，控制模塊在 t=t2 時發(fā)出故障相橋臂信號和晶閘管導通信號，此時串聯(lián)逆變器故障相橋臂開Vc圖 4 虛擬阻抗控制框圖路，直流側(cè)電容和晶閘管限流支路斷開。等效拓撲如圖Fig. 4 Block diagram ofvirtua

17、l impedance control6 所示，晶閘管限流支路阻抗ZK 接入串聯(lián)變壓器二次側(cè)，與輸出濾波電感 L1 串聯(lián)后限流。通過設計晶閘管限流支路阻抗值，實現(xiàn)與繼電保護整定值的柔性配合，保證繼USZSZLTFiIPICILC1并聯(lián)整流器輸出虛擬阻抗ZVL1電保護裝置安全切除短路故障。USZSFZL第四橋臂故障相橋臂T圖 5 虛擬阻抗限流階段等效拓撲C1并聯(lián)整流器L1Fig. 5 Equivalent topology of virtual impedance currentZKDlimiting stage晶閘管限流支路效拓撲如 5 所示，串聯(lián)逆變器輸出阻抗可等效為虛圖 6晶閘管限流支路限

18、流階段等效拓撲擬阻抗 ZV，US 2U s為系統(tǒng)電壓源（U 為系統(tǒng)相Fig. 6 Equivalent topology of thyristor branch current電壓有效值，w 為系統(tǒng)角頻率），線路電流為 i，變壓器limiting stage變比 k=1，由電路圖 5 拓撲，虛擬阻抗柔性限流2.3 故障消除階段階段有t=t3 時，短路故障消除，故障恢復階段線路電流和晶閘管支路電流如圖 7 所示。控制系統(tǒng)檢測到故障消除后，t=t4 時控制模塊發(fā)出晶閘管關斷信號，是晶閘管過零關斷，雙向晶閘管過零關斷，限流支路退出運行，線di LS L L1 RS RV i2U s（2）dt由式（2

19、） R t -t 2Usin wt ei(t) I1L01Z路電流迅速減小至正常運行時大小，系統(tǒng)重新工作于電（3）2U sin wt ii壓補償模式。appZ arctanL / RR RS RV ， L LS L L1 ，ZvNN第十一屆中國高校電力電子與電力傳動學術年會ZVVref_d1tVdtt4圖 9 d 軸電壓環(huán)等效模型圖 7 線路電流和晶閘管限流支路電流Fig. 9 Voltage loop equivalent min Synchronous d-frameFig. 7 Line current and thyristor branch current由圖 9d 軸電壓閉環(huán)傳遞函

20、數(shù)為KP S KiG S （4）CZ C K S 2 Z C K K S K3系統(tǒng)關鍵參數(shù)設計fV f PV fiPi其特征方程為3.1 虛擬阻抗參數(shù)設計虛擬阻抗參數(shù)值設計主要考慮兩個方面：第一，從C Z C K S 2 Z CK K S K 0fV fPV fiPi（5）將特征方程化為1+K p s 0 形式，等效開環(huán)傳遞函數(shù)系統(tǒng)穩(wěn)定性角度考慮，分析串聯(lián)逆變器控制環(huán)中引入虛q s擬阻抗對穩(wěn)定性的影響；第二，從直流側(cè)電容電壓角度p s ，其中K 為所需為G s 的參數(shù)，由式（5）考慮，分析虛擬阻抗限流對電容電壓的影響。q s1）系統(tǒng)穩(wěn)定性角度圖 8 為串聯(lián)逆變器在 dq 坐標下的控制系統(tǒng)框圖，

21、輸出電流 IP 經(jīng)虛擬阻抗 ZV 形成前饋環(huán)節(jié)，與參考電壓 Vref 得到新的參考電壓 V*。耦合項 wCfVq 和-wCfVd 代表通過變換C K S 2 C K Sf Pf i 01+Z（6）V CS 2 K S KfPi圖 10 為式（6）傳遞函數(shù)的根軌跡分析圖，具體參數(shù)見后的濾波器的電容基波電流，通過電容電流參饋解表 1。通過根軌跡分析虛擬阻抗 ZV 取值范圍為（0，3）。耦16。其中，電流調(diào)節(jié)器可看成為 1 的增益模塊，由于d、q 坐標系具有對稱性，以 d 軸為例，簡化其控制框圖如圖 9 所示。8004000ZVIp_dVV_d Vref_d-400I*L_dV*Vabc_dII1C

22、ddLdC S f-800-wCfwCf-1200-800-4000流參wCf饋wCf圖 10 變量 ZV 根軌跡I*L_qVref_qILqICqVabc_q1C S Fig. 10 Variable Z root locusfVVV_qIp_qZV2）直流側(cè)電容電壓角度圖 8 dq 坐標下串聯(lián)逆變器控制系統(tǒng)直流側(cè)電容作為連接并聯(lián)整流器和串聯(lián)逆變器的儲Fig. 8 Series converter control system in synchronous能裝置，系統(tǒng)正常工作需維持直流側(cè)電壓穩(wěn)定。虛擬阻抗柔性限流階段系統(tǒng)潮流分析如圖 11 所示。輸出電流前饋K KiPS空間矢量電流調(diào)節(jié)器V*

23、q電容電空間矢量電流調(diào)節(jié)器K KiPS輸出電流前饋Cf S K KiP S多功能串聯(lián)補償器虛擬阻抗柔性限流及其運行機理分量不超過短路電流 20%時，對斷路器不造成影響 17。FPT PSPSi 最大起始值為短路電流周期分量的幅值，考慮直流分apP2P1量為最大值時的情況，設 iap 衰減到故障電流 20%所需時間為 t，有Udc并聯(lián)變換器串聯(lián)變換器r tr t2U2U2Ue (e) 20%ll(9)zzz圖 11 虛擬阻抗柔性限流階段潮流分析由式（9）Fig. 11 Trendysis of virtual impedance flexible current limitingl ln 4 t

24、 r在穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)時，直流母線電壓基本為恒定值;而當短路故障時，網(wǎng)側(cè)變換器和串聯(lián)變換器之問的功率(10)其中，l L L L，r R R R ，z r2 (wl)2 。SKSK將不再相等，直流側(cè)電壓會由于網(wǎng)側(cè)與串聯(lián)變流器之問的功率失衡而發(fā)生抬升。串聯(lián)變換器吸收有功率 P1，工作于整流器狀態(tài)；并聯(lián)變換器發(fā)出有功功率 P1，工作于逆變器狀態(tài)。由于此時P1 P2 ，系統(tǒng)能量由串聯(lián)變換器傳遞至直流側(cè)電容，直流側(cè)電壓抬升，此時直流側(cè)電壓同時，為與繼電保護整定值配合，保證繼電保護裝置正確判斷故障并切斷故障電流18，設正常運行時線路電流最大值為 IM，繼電保護動作整定值為IM（為斷路器動作系數(shù)），ZS 和

25、L 相對于晶閘管限流支路阻抗 ZK和濾波電感 L1 較相當于擾動量，對并網(wǎng)電流的動態(tài)響應過程產(chǎn)生沖擊性忽略，有影響，并網(wǎng)電流 i0 增大，并聯(lián)變換器向電網(wǎng)傳輸功率 P12U2U i I (11)MZ wLZ也迅速增大，達到P P 后直流側(cè)電壓重新穩(wěn)定。K1L21由式（11）短路故障時直流側(cè)電壓最大值為 U ，忽略變換器CZ ZL wL(12)和變壓器損耗，故障時直流側(cè)電容為K11P P dtW U UC=22（7）晶閘管限流支路電阻功率為CC12222U2P i2 R U(13)RP P U i cos S cos（8）KK Z wLKK1 1SS LR wLV1由式（12）可知，為實現(xiàn)與繼電

26、保護整定值相配合，由式（7）（8）可知，增大虛擬電阻 R 可減小串聯(lián)V晶閘管限流支路阻抗 ZK 取值應在滿足整定值的范圍內(nèi)。而由式（10）（13）可知，晶閘管限流支路阻抗 ZK 和濾波電抗 L1 取值一定時，限流電阻 RK 與衰減時間t 成反比，與電阻功率 PK 成正比?？紤]故障時晶閘管限流支路功率等級，限流電阻 RK 的取值應保證衰減時間符合要求的情況下盡可能小。變換器吸收有功功率 P ，使電壓 U 減小。1C基于以上分析，當電網(wǎng)短路故障時，通過設置合適的虛擬電阻參數(shù)，進一步網(wǎng)側(cè)變流器的穩(wěn)壓能力、能量轉(zhuǎn)移能力，盡量保證變流系統(tǒng)的能量平衡。3.2 限流支路阻抗參數(shù)設計故障相橋臂后，晶閘管限流支

27、路阻抗投入變壓器二次側(cè)，短路電流中非周期分量 iap 是按指數(shù)規(guī)4仿真與實驗律衰減的直流分量，其衰度由系統(tǒng)時間常數(shù)決定。由于斷路器額定開斷短路電流用周期分量表征，當直流4.1第十一屆中國高校電力電子與電力傳動學術年會為驗證本文所提MSC-VIFCL 的拓撲結(jié)構及其控制策略的可行性和有效性，對圖 1 所示拓撲結(jié)構在柔性限流，直流側(cè)電容電壓抬升，0.34s 后晶閘管限流支路投入，直流側(cè)電容電壓恢復?？梢姡琙V =0.5 時電壓抬升值 UC=860V，ZV =1 時電壓抬升值 UC=730V。ZV=1.5 時電壓抬升值 UC=680V。進行建模其短路故障限流能力和引入不同虛擬阻抗對直流側(cè)電容電壓的影

28、響。主要參數(shù)如表 1 所示。800表 1 仿真及實驗參數(shù)700Tab.1 Main simulation parameter6005004 00.20圖 13 不同虛擬阻抗直流側(cè)電容電壓仿真波形Fig. 13 Simulation waveform ofide of the capacitor voltagein different virtual impedance4.2 實驗驗證為驗證理論分析的正確性，本文基于 RT-LAB 硬件在環(huán)實驗，針對不同類型故障進行了實驗驗證，主電路與控制電路參數(shù)與仿真一致。1） 三相接地短路系統(tǒng)運行過程中，0.32s 節(jié)點 F 發(fā)生三相接地短路，負載電壓跌落接

29、近于零，控制系統(tǒng)檢測到三相短路故障，t1在串聯(lián)逆變器控制環(huán)中引入虛擬阻抗，短路電流在增大過程中控制在 220A 左右；0.34s 投入晶閘管限流支路阻抗，短路電流限制在 180A 左右。0.44s 故障消除，系統(tǒng)恢復正常運行。（a）電網(wǎng)電壓2000-2002000-20060020000.20.250圖圖 12 三相接地短路仿真仿真波形Fig. 12 Simulation waveform of three-phase to earth short-circuit（b）逆變器輸出電壓2） 不同虛擬阻抗直流側(cè)電容電壓三相接地短路故障時，不同虛擬阻抗 ZV 取值下直流側(cè)電容電壓波形如圖 13 所示

30、。0.32s0.34s 時虛擬阻抗電容電壓/V負載電壓/V短路電流/AUC /VUS (200 V/格)UT (50 V/格)參數(shù)數(shù)值參數(shù)數(shù)值系統(tǒng)線電壓/V380直流母線電壓/ V600系統(tǒng)頻率/ Hz50并聯(lián)整流器濾波電感/ mH50串聯(lián)逆變器濾波電感/ mH2串聯(lián)逆變器濾波電容/ uF40串聯(lián)逆變器PI 參數(shù)10/1直流側(cè)電容/ uF5000虛擬阻抗/1.5限流電感/ mH1.8限流電阻/1.2線路阻抗/10變壓器變比1斷路器動作系數(shù)5多功能串聯(lián)補償器虛擬阻抗柔性限流及其運行機理直流側(cè)電容電壓抬升U CUCt (25 ms/格)t (25 ms/格)（c）直流側(cè)電容電壓（c）負載電壓圖 1

31、5 兩相接地短路實驗波形圖 14 電壓補償功能實驗波形Fig.15 Experimental waveform of two-phase to earthFig.14 Experimental waveform of voltage compensation functionshort-circuit ground圖 14 為電壓補償功能實驗結(jié)果。其中，正常運行時逆變器輸出電壓為零，t1t2 時網(wǎng)側(cè)電壓不平衡跌落，t3t4時網(wǎng)側(cè)電壓不平衡抬升，控制系統(tǒng)檢測到網(wǎng)側(cè)電壓 US波動后，串聯(lián)逆變器輸出補償電壓 UT，由于解耦后各相圖 15 為兩相接地短路實驗結(jié)果?？梢?t1 時刻系統(tǒng)發(fā)生兩相接地短路，

32、故障相電壓減小至零，故障相電流迅速增大；非故障相電壓略微增大，仍能正常運行?？刂葡到y(tǒng)檢測到故障后，在故障相逆變器控制環(huán)中引入虛擬之間互不影響，能獨立輸入電壓，使負載電壓 UL阻抗，限制故障電流上升，直流側(cè)電容電壓略微抬升。保持穩(wěn)定。t2 時刻導通晶閘管限流支路，故障相模塊，故障相電流得到有效限制，直流側(cè)電容電壓恢復，晶閘晶閘管限流虛擬阻抗限流管限流支路限流值與繼電保護整定值相配合。t3 時刻故障消除，故障相線路電流和負載電壓恢復正常。支路限流t1t2t3晶閘管限流支路限流虛擬阻抗限流t (25 ms/格)（a）兩相接地短路電流t1t2t3非故障相負載電壓tt13t (25 ms/格)（a）三相

33、接地短路電流t1t3t (25 ms/格)（b）負載電壓t (25 ms/格)（b）負載電壓I (100 A/格)UL (200 V/格)UL (200 V/格)U (200 V/格)I (100 A/格)Udc (200 V/格)t1Vt2第十一屆中國高校電力電子與電力傳動學術年會率高。直流側(cè)電容電壓抬升U C參考文獻UC1. 國家電網(wǎng)發(fā)展模式J. 中國電機工程,學報, 2013, 33(7): 1-10.t (25 ms/格)Liu Zhenya, Zhang Qi.Study on the Development Mode ofNationaler Grid of ChinaJ. Pro

34、ceedings of the Csee, 2013,（c）直流側(cè)電容電壓33(7): 1-10.圖 16 三相接地短路實驗波形2,等.主動配電網(wǎng)規(guī)劃關鍵問題與展,Fig.16 Experimental waveform of three-phase to earth望J.電工技術學報, 2014, 29(2): 13-23.short-circuitZhang Jianhua, Zeng Bo, Zhang Yuying,et al. KeyIes and圖 16 為三相接地短路實驗結(jié)果。t1 時刻電網(wǎng)發(fā)生三相接地短路，負載電壓減小至零，線路電流迅速增大，Research Prospects

35、 of Active DistributionNetwork PlanningJ.Traniona of China Electrotechnical Society,2014, 29(2):控制系統(tǒng)檢測到故障后，串聯(lián)逆變器控制環(huán)中引入虛擬13-23.阻抗，有效限制故障沖擊電流，同時虛擬阻抗柔性限流3,等. 基于靜態(tài)安全性和實時供電能力的輸電網(wǎng)安全時直流側(cè)穩(wěn)壓電容為能量中轉(zhuǎn)站，增加的能量使其電壓等級J.電工技術學報, 2014, 29(6): 229-237.Ma Liye,et抬升。t2 時刻導通雙向晶閘管，全部模塊，al.Research on SecurityClassification

36、 of Transmis進入晶閘管限流模式，限流后線路電流值與繼電保護整NetworkConsidering S icSecurity and Real-Timeer定值配合。t3 時刻故障恢復，檢測到線路正常后，切斷雙向晶閘管模塊，線路電壓和電流迅速恢復正常。Supply CapabilityJ.Traniona of China ElectrotechnicalSociety, 2014, 29(6): 229-237.6結(jié)論4,高山,等. 含風電接入的電網(wǎng)規(guī)劃方案電能估J.電工技術學報,2013, 28(8):56-65.本文提出一種虛擬阻抗柔性限流的多功能串聯(lián)補償Wang Shenzh

37、e,Shan, et al.Evaluation ofer Quality in器拓撲結(jié)構及其控制策略。仿真和實驗結(jié)果驗證了其可Grid Planning Scheme withWinderegrationJ.行性和有效性。主要結(jié)論如下：Tranionaof China Electrotechnical Society,2013, 28(8):1）短路故障發(fā)生后，通過虛擬阻抗柔性限流，限制56-65.瞬態(tài)故障過電流沖擊，實現(xiàn)電壓補償模式和故障限流模5雪. 電能質(zhì)量指標的完善化及其展望J. 中國電機工式之間的平滑切換。程學報, 2014, 34(29): 5073-5079.2）虛擬阻抗柔性限流

38、需考慮對控制系統(tǒng)穩(wěn)定性和直流側(cè)電容電壓的影響。設計晶閘管限流支路阻抗，可實Lin Haixue. Perfectinger Quality Indiand ProspectJ.Proceedings of the Csee,2014, 34(29): 5073-5079.現(xiàn)故障電流與繼電保護整定值相配合。6徐國政. 串聯(lián)諧振型限流器對操作過電壓,3）串聯(lián)逆變器采用復用結(jié)構，減少了裝置元器件數(shù)目，正常時進行電壓補償，故障時短路限流，裝置利用的影響及分析J. 高壓電氣, 2009, 45(2): 44-47.Udc (200 V/格)Vt1t2多功能串聯(lián)補償器虛擬阻抗柔性限流及其運行機理Hong

39、Jianshan, Guan Yonggang, Xu Guozheng. Influence ofSeries Compensator to Squirrel Cage Induction GeneratorJ.Series Resonance Type Fault Current Limiter on Operatinger System Technology,2015, 39 (12): 3393-3400.Over-voltageJ. High Voltage Apparatus, 2009, 45(2): 44-47.14, 等. 限流式動態(tài)電壓恢復器及其參,7Naderi S B,

40、 Jafari M, Tarafdar Hagh M. Parallel-resonance-type數(shù)設計J. 電力系統(tǒng)保護與控制, 2015, 43(24): 115-121.fault current limiterJ. IEEE Tranions on IndustrialTang Junhua, Tu Cming, Jiang Fei,et al.Dynamic voltageElectronics, 2013, 60(7): 2538-2546.rer with current limiting function and its parameter designJ.8King E

41、F, Chikhani A Y, HacR, et al. Aer System Protection and Control, 2015, 43(24): 115-121.micro-prosor-controlled variable impedance adaptive fault15, 等. 一種新型多功能電力電子限流,currentlimiterJ. IEEE Tranions oner Delivery, 1990,器的工作機理及仿真分析J. 電力系統(tǒng)自動化, 2014, 38(23):5(4): 1830-1838.85-90.9S. B. Naderi et al. Contr

42、ollable resistive type fault current limiterShuai Zhikang, Yao Peng, Tu Cming,et al.Mechanism and(CR-FCL) with frequency and pulse duty-cycleJ. ElectricalSimulayionysis of a Novel Multi-Functionerer and Energy Systems, 2014, 61: 11-19.Electronic Current LimiterJ.Automationof Eletricer10Systems, 2014, 38(23): 85-90., 江道灼, 吳, 等. 具有短路限流功能的潮流控制器設計J. 電力系統(tǒng)自動化, 2012, 36(4): 69-73.16,等. 一種新穎的三相四橋臂逆變器,YanBo,Jiangzhuo,Wu Zhaolin,et al.