基于諧振開(kāi)關(guān)的并聯(lián)型統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器

余加喜，魏應(yīng)冬，謝磊，徐悅洋，陳雁

(1.海南電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心, 海南 海口 570203；2. 電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 清華大學(xué)，北京 100084；3. 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，廣東 廣州 510080)

0 引 言

新能源發(fā)電的廣泛接入和負(fù)荷容量的增加引起配、用電系統(tǒng)短路容量快速增長(zhǎng)，一些大型發(fā)電機(jī)和主變壓器發(fā)生近區(qū)短路時(shí)，短路電流可達(dá)100 kA～200 kA，亟待妥善解決故障電流抑制問(wèn)題。同時(shí)，現(xiàn)代石化、電子、半導(dǎo)體制造和工業(yè)機(jī)器人等領(lǐng)域，大量使用了對(duì)供電電能質(zhì)量要求更高的電力電子裝置或敏感設(shè)備，易受到電壓驟降，諧波和無(wú)功等電能質(zhì)量擾動(dòng)的影響，不但影響其運(yùn)行效率，降低使用壽命，而且嚴(yán)重的還會(huì)引起這些設(shè)備的誤操作或者損壞，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失甚至重大的安全事故[1-2]。

柔性交流配電系統(tǒng)(Distributed Flexible AC Transmission System, D-FACTS)設(shè)備是解決動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題的有力工具[3-6]，但單純的并聯(lián)型或串聯(lián)型DFACTS設(shè)備通常僅能解決部分電能質(zhì)量問(wèn)題[7]。如串聯(lián)型動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器(Dynamic Voltage Restorer, DVR)[8-10]，主要用于電壓驟降恢復(fù)，難以補(bǔ)償電流源型諧波和無(wú)功負(fù)荷，并且對(duì)于近端斷路器跳閘形成的短時(shí)供電中斷，無(wú)法構(gòu)成有效的補(bǔ)償回路。配電網(wǎng)靜止同步補(bǔ)償器(Distributed Static Synchronous Compensator, D-STATCOM)[11]和并聯(lián)型APF[12]通過(guò)改變配電系統(tǒng)中潮流分布來(lái)間接抑制對(duì)電壓波動(dòng)、電壓閃變、諧波等電能質(zhì)量問(wèn)題，但對(duì)電壓驟降和驟升無(wú)法有效控制。在線(xiàn)互動(dòng)式UPS(Line-Interactive Uninterruptible Power Supply)[13]可以通過(guò)將故障配、用電系統(tǒng)快速斷開(kāi)并獨(dú)立為負(fù)荷供電來(lái)解決電壓型電能質(zhì)量擾動(dòng)問(wèn)題，但其采用的交流電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)間較長(zhǎng)，典型時(shí)間為4 ms～10 ms，這對(duì)敏感型負(fù)荷是不可接受的。……