基于多变量解耦控制的配电网单相接地故障集成化柔性消弧方法

郭谋发，郭彩虹，郑泽胤

（福州大学 电气工程与自动化学院，福建 福州 350116）

0 引言

我国配电网在快速发展的同时，依旧存在着许多问题，如配电网单相弧光接地故障产生的过电压易引发相间短路故障，进而导致故障扩大，危及人员和设备安全［1］；大量感性负载接入配电网后产生的无功功率使得配电网功率因数降低［2］、电能质量下降［3］；配电网分布式电源的高渗透率引发的配电网有功损耗加重［4］、电压越限等问题［5］。一般通过安装各类相应的电力电子补偿装置来解决上述问题，如安装柔性消弧装置用于单相接地故障消弧；安装静止同步补偿器STATCOM（STATic synchronous COMpensator）、静止无功发生器SVG（Static Var Generator）等装置用于无功补偿；安装含蓄电池储能系统的STATCOM 用于有功补偿，减小配电网有功损耗，为其提供有功瞬态支撑［6］。然而，投运大量功能单一的电力电子补偿装置，存在装置成本高、利用效率低，以及各装置软硬件不同造成的生产及维护不便等问题。

为解决上述问题，集成多功能的柔性电力电子装 备FPEE（Flexible Power Electronics Equipment）及技术的研究逐渐成为热点。国内已有学者利用电力电子装备集成单相接地故障柔性消弧及故障选线2 种功能［7-9］，但未涉及有功、无功功率控制，无法补偿配电网的有功及无功功率。文献［10］提出将储能装置并接于STATCOM 的直流侧，可实现有功和无功功率的解耦控制以满足配电网的有功及无功功率需求。文献［11］研究了链式STATCOM 的有功及无功功率的控制方法，利用解耦脉冲宽度调制（PWM）控制实现对有功和无功功率的独立调节功能。……