适用于主动配电网的多功能串联补偿器研究-北极星售电网

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随着各级政府及居民环境保护意识的逐步提升，分布式能源（如太阳能、风能等）发电技术（DistributedGeneration，DG）获得了蓬勃发展，传统配电网需逐步转变为主动配电网（ActiveDistributionNetwork，ADN），以满足对分布式能源的主动控制及主动管理等要求[1,2]。

然而，DG大量接入对ADN系统的电压、短路容量等造成显著影响[3]；ADN中的各种类别故障（短路故障、电压跌落等）也将对电网设备安全及高效运行产生潜在危害。因此，设计一种同时具备电压补偿与故障限流功能的新拓扑，对传统配电网向ADN快速转变以及ADN的安全、稳定运行具有重要意义。

近年来，文献[4，5]已提出了利用电力电子变换器作为新能源发电并网接口，同时具备改善电能质量功能的拓扑结构。文献[6]提出了将传统串、并联变换器结构与分布式能源、能量存储进行结合再配置，能够更好的适用于分布式发电系统。此外，串、并联变换器的直流侧均可采用独立分布式能源供电[7，8]，维持直流侧电压稳定，提高变换器运行效率。

故障限流器的主流研究方向为基于电力电子技术的固态限流器和基于超导技术的超导限流器[9]，主要集中在限流模块的拓扑优化[10]、控制策略[11，12]及其对电网的影响[13，14]。文献[10]提出了一种能够控制电网正常运行下的电压补偿深度及电网短路故障下的电流限制程度的拓扑结构。

文献[11]提出了一种耦合法固态限流器，能够实现电网短路故障电流限制的功能。文献[12]提出了一种适用于谐振型高频交流母线新型固态短路限流器的驱动电源。

传统固态限流器运行机理是通过对多个电力电子器件的通断来实现限流模块投切功能[15]，因此，本文考虑将固态限流器与相近似拓扑的电能质量调节拓扑复用，单独控制限流模块，达到实现多种电能质量调节装置的功能。

文献[16]建立了带限流模块的统一潮流控制拓扑结构（UnifiedPowerFlowController，UPFC），具有常规UPFC和三相桥式固态限流器的多种功能。文献[17]分析了基于磁通补偿原理的固态限流器拓扑及原理。文献[18]提出了串联型有源电力滤波器（SeriesActivePowerFilter，SAPF）的串联变压器二次侧，并联变阻器和反并联二极管支路方法，能够实现保护变换器的作用，但由于额外增加支路复杂，且控制难度大，易造成配合失效[19]。

由文献[16-18]可知，通过对电力电子设备拓扑结构的简单改进或复用实现所需额外功能是可行的。经调研，动态电压恢复器（DynamicVoltageRestorer，DVR）拓扑[20]与固态限流器拓扑[21]存在一定的相似性，考虑将固态限流器与动态电压恢复器相同结构复用[22]，作为主动配电网内分布式能源系统与公共交流配电网的一个连接端口。

本文提出了一种适用于主动配电网的多功能串联补偿器（Multi-FunctionSeriesCompensator，MFSC），其交流侧串联接入公共交流配电网，分布式能源系统的直流母线通过DC-DC双向变换器与MFSC的直流侧电容连接，可为MFSC提供稳定的直流侧电压。

原标题：适用于主动配电网的多功能串联补偿器研究

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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