低压多台区柔性互联系统不对称故障穿越控制策略研究

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.08.001

摘要/Abstract

摘要：

低压多台区柔性互联系统应具备交流故障穿越能力,以保障系统在交流端口短路故障下可靠运行。为此,提出一种基于低压多台区柔性互联系统的不对称故障穿越策略。首先,介绍低压多台区柔性互联系统的拓扑结构及其控制策略;其次,分析网侧电压不平衡对于柔性系统的影响,并介绍一种序分离控制方法;然后,在此基础上提出一种计及端口电流控制与系统有功功率平衡的故障穿越控制策略;最后,通过仿真验证了所提策略的有效性。

关键词: 柔性互联, 低压台区, 不对称故障, 故障穿越, 控制策略

Abstract:

The low voltage distribution areas flexible interconnection system should be equipped with AC fault ride-through capability to ensure the reliable operation of the system under the short-circuit fault of the AC port.Therefore, an asymmetric fault ride-through strategy based on low voltage distribution areas flexible interconnection system is proposed.Firstly, the topological structure and control strategy of low voltage distribution areas flexible interconnection system are introduced.Secondly, the influence of grid-side voltage imbalance on the flexible system is analyzed, and a sequence separation control method is presented.Then, a fault ride-through control strategy considering port current control and system active power balance is proposed.Finally, the effectiveness of the proposed strategy is verified by simulation.

Key words: flexible interconnection, low voltage disteribution area, asymmetric fault, fault ride-through, control strategy

中图分类号:

TM71

李嘉炜, 缪希仁. 低压多台区柔性互联系统不对称故障穿越控制策略研究[J]. 电器与能效管理技术, 2025, 0(8): 1-8.

LI Jiawei, MIAO Xiren. Research on Asymmetric Fault Ride-Through Control Strategy of Low Voltage Distribution Areas Flexible Interconnection System[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2025, 0(8): 1-8.

图/表 10

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参考文献 22

[1]	徐旖旎, 刘海涛, 熊雄, 等. 低压配电台区柔性互联关键技术与发展模式[J]. 中国电机工程学报, 2022, 42(11):3986-4001.
[2]	杨新华, 王彤, 谢兴峰, 等. 交直流微电网柔性多状态开关统一下垂控制策略[J]. 电力工程技术,1-10.(2024-11-25)[2025-04-16]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1866.TM.20241122.1514.009.html. 2025, 44(4):100-109.
[3]	孙伟, 王玉生, 张文艳, 等. 基于构网型储能的海上风电柔直并网系统电网侧故障穿越协调控制策略[J/OL]. 电网技术,1-12.(2024-07-18)[2025-04-16].https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2024.1018.
[4]	郑涛, 沈文韬, 吕文轩, 等. 基于智能软开关的柔性互联配网相间短路故障定位方法[J]. 电网技术, 2024, 48(12):5118-5128.
[5]	曹炜, 徐永海, 王亚奇. 不对称故障条件下并网光伏逆变器功率波动与电流抑制改进控制策略[J]. 现代电力, 2017, 34(5):82-88.
[6]	陈水耀, 胡晨, 马伟, 等. 基于故障信息的风机并网系统暂态稳定分析方法[J]. 浙江电力, 2023, 42(9):89-98.
[7]	宋延涛, 范雪峰, 吴庆范, 等. 基于MMC的海上风电柔性直流送出控制策略研究[J]. 高压电器, 2023, 59(12):63-74.
[8]	张翀, 张嘉楠, 张迪, 等. 基于Hexverter的AC/AC系统交流不对称故障控制策略研究[J]. 电力电容器与无功补偿, 2024, 45 (3):98-105.
[9]	张錾, 李岚, 霍群海, 等. 三端口柔性多状态开关多模式平滑切换控制策略[J]. 现代电力, 2024, 41(4):775-785.
[10]	孙健, 周建华, 葛乐, 等. 基于虚拟直流电机的自储能背靠背VSC-MTDC控制策略[J]. 电器与能效管理技术, 2021(11):50-57.
[11]	LI B, LIANG G, WANG H, et al. A control strategy for soft open points based on adaptive voltage droop outer-loop control and sliding mode inner-loop control with feedback linearization[J]. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 2020, 122:106205.
[12]	苏寅生, 赵利刚, 姚海成, 等. 100%新能源电源经柔性直流送出系统的机电暂态建模仿真研究[J]. 广东电力, 2023, 36(10):57-65.
[13]	赵紫辉, 杨昆, 钱利宏, 等. 柔性直流配电网中机械式直流断路器动作时序对操作过电压的影响[J]. 高压电器, 2024, 60(10):212-220.
[14]	林雨润, 缪希仁. 计及变压器功率损耗的多台区柔性互联协调控制研究[J]. 电器与能效管理技术, 2024(9):15-23.
[15]	LI P, JI H, WANG C, et al. Optimal operation of soft open points in active distribution network sunder three-phase unbalanced conditions[J]. IEEE Transactions on Smart Grid, 2019, 10(1):380-391.
[16]	黄诗婷, 缪希仁. 基于改进TOPSIS算法的低压多台区柔性互联运行评价方法研究[J]. 电器与能效管理技术, 2024(7):28-35.
[17]	张蝶, 袁旭峰, 张腊华, 等. 柔性电力电子开关低电压穿越控制策略研究[J]. 电力科学与工程, 2021, 37(9):1-9. doi: 10.3969/j.issn.1672-0792.2021.9.001
[18]	张蝶, 李雨龙, 袁旭峰, 等. 基于VSG控制的SOP低电压穿越控制策略[J]. 电网与清洁能源, 2022, 38(9):45-54.
[19]	钱锐, 袁旭峰, 邹晓松, 等. 基于线路阻抗特性的SOP低电压穿越控制策略[J]. 广东电力, 2024, 37(6):70-78.
[20]	邱子鉴, 刘晋, 周鑫, 等. 多端柔性直流输电系统交流故障穿越控制策略[J]. 华北电力大学学报(自然科学版), 2021, 48(6):32-40.
[21]	邵冰冰, 韩民晓, 郭抒颖, 等. 多端柔性直流输电系统交流侧故障穿越功率协调控制[J]. 电力建设, 2017, 38(8):109-117. doi: 10.3969/j.issn.1000-7229.2017.08.015
[22]	蔡海青, 郭琦, 杨仁炘, 等. 用于弱电网互联的柔性直流输电系统双端构网型控制[J]. 电力自动化设备, 2023, 43(9):202-209.

控制方式	控制功能
U_dc-Q	稳定直流侧母线电压、实现系统功率传输平衡
P-Q	精准控制端口输入/输出功率,提升系统经济性
V-f	为失电负载提供交流电压和频率支撑

参数	数值
直流母线电压U_dc/V	750
VSC额定容量S_N/kVA	100
变流器侧电感L_f/mH	2.5
网侧电感L_g/mH	0.5
交流侧滤波电容C_f/μF	20
直流侧等效电容C/μF	4 000
常下垂系数c	10
电压正序外环比例系数k_up	0.25
功率正序外环比例系数k_pp	0.000 2
电压正序外环积分系数k_ui	20
功率正序外环积分系数k_pi	0.05
正序电流环比例系数k_ip	1
正序电流环积分系数k_ii	15
负序电流环比例系数k_pn	1
负序电流环积分系数k_in	5
零序电流环比例系数K_P	1
零序电流环谐振系数K_R	25
SOGI增益系数k	1.25