课题基金 / 基金详情

柔性接地配电网故障复合消弧与铁磁谐振主动抑制研究

批准号:
52077010
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
王文
依托单位:
学科分类:
电力电子学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王文

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
柔性接地方式采用电力电子化手段灵活调节配电网零序电压,是智能配电网的研究热点。现有柔性接地配电系统在复杂接地故障工况时难以有效消弧,在主动抑制铁磁谐振过电压方面的潜力未被挖掘。为此,本项目将融合有源电压消弧和电流消弧方式,提出有源消弧方法的适用性判据和复合消弧策略,解决不对称配电网高阻接地故障相辨识和重载线路低阻接地故障消弧难题;揭示单相接地故障期间柔性接地系统暂态能量的演变规律,提出柔性接地配电网主动抑制铁磁谐振的控制模式切换策略,实现故障后主动避免或抑制铁磁谐振;提取故障配电网阻抗模型和扰动特征,提出柔性接地控制系统主电路结构优化与稳定控制方法,解决长距离馈线接地故障时柔性接地系统稳定控制难题。项目将解决配电网单相接地故障消弧与铁磁谐振主动抑制相协调的问题,完善配电网故障消弧与铁磁谐振抑制理论,实现复杂接地故障配电网可靠消弧与铁磁谐振主动抑制,提高配电网自愈能力和供电可靠性。
英文摘要
Flexible grounding method adopts power electronics devices to flexibly regulate zero-sequence voltage, which is a hot spot in smart distribution network research field. The state-of-the-art flexible grounding distributed system faces the difficulty of effectively extinguishing ground-fault arcs in complicated grounding fault conditions. Moreover, its potential of actively suppressing ferro-resonance overvoltage is not explored yet. For these purposes, this project will firstly blend active voltage and current arc-suppression methods, propose the applicability judgement of active method and complex arc-suppression method to accurately recognize the faulty phase in asymmetrical distribution network subject to high-resistance ground fault and reliably extinguish ground-fault arcs in heavy load distribution lines subject to low-resistance ground fault. This project will then reveal the variation discipline of zero-sequence transient energy after ground fault, propose a control methods switch strategy to active suppress ferro-resonance. Finally, this project will extract the impedance model and disturbance characteristics of the faulty distribution network, propose main circuit and control parameters optimization method to realize stable control of the flexible control system under ground-fault condition subject to long distance distribution lines. Conclusively, this project will improve the theory of arc and ferro-resonance suppression, realize reliable arc distinguishing and active ferro-resonance suppression, which will further enhance the ability of self-heal and power distribution reliability.
配电网运行方式灵活,结构复杂,使得配电网故障特征相比于输电网更加复杂、多变,配电网故障处理与过电压抑制技术长期制约电网整体发展,成为限制电能可靠传输的瓶颈。本项目围绕配电网复杂接地故障工况下的可靠消弧与铁磁谐振主动抑制的故障处理难题,通过研究柔性接地配电网电路模型与暂态能量规律、柔性接地系统复合消弧与铁磁谐振主动抑制策略、柔性接地系统多控制模式下结构与参数优化方法,构建了复杂接地故障工况下配电网单相接地故障可靠消弧与铁磁谐振主动抑制相协调的故障处理体系,具体包括:.1)建立了复杂接地故障工况下柔性接地配电网系统等效模型,提出了基于电压轨迹和幅相突变特征的单相接地故障相灵敏辨识方法,解决了配电网三相对地参数不对称情况下的单相高阻接地故障相检测问题。.2)发现了传统电压消弧方法残流与故障后零序电压之间的单调递增规律,提出了基于零序电压阈值判据的电压电流双模复合消弧策略与系列方法,利用故障后零序电压阈值判据进行消弧方法筛选,通过两次注入电流方式进行消弧电流参考值检测,解决了重载线路末端接地故障消弧难题。.3)揭示了单相接地故障期间柔性接地配电网系统暂态能量演变规律,提出了一种基于能量极值点切除故障的永久性接地故障切除方法,提出了基于最佳消谐阻尼技术的消谐电阻计算方法及有源消谐阻尼方法,解决了单相接地故障切除引发分频铁磁谐振的难题。.4)揭示了新型有源消弧装置结构——三相-单相同频模块化多电平矩阵变流器(M3C)功率平衡机理,提出了基于对称环流的M3C控制方法,提出了基于降维控制和前馈解耦的M3C稳定控制与纹波抑制系列方法,解决了新型结构的稳定控制与电容电压纹波抑制难题。.项目共发表25篇期刊论文,12篇会议论文,授权4项发明专利,完成1项成果转化,获得2022年SmartGIFT最佳论文奖,获得中国发明创业奖创新奖二等奖,在2022年CICED国际供电会议等学术会议上做特邀报告3场,培养硕士毕业研究生12名,指导本科毕业设计54人。.
配电网电力电子可靠消弧理论研究
  • 批准号:
    2025JJ20052
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    王文
  • 依托单位:
不对称配电网单相接地故障柔性消弧与保护方法研究
  • 批准号:
    2018JJ2427
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    王文
  • 依托单位:
政治地理、响应策略与企业投资决策
  • 批准号:
    71702014
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    18.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    王文
  • 依托单位:
柔性接地系统与配电网的交互影响机理及优化控制方法研究
  • 批准号:
    51407014
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    王文
  • 依托单位:
国内基金
海外基金