比例谐振控制的配电网有源全补偿消弧方法.pptxVIP

比例谐振控制的配电网有源全补偿消弧方法汇报人：2024-01-25

引言配电网消弧原理及传统方法分析比例谐振控制策略设计有源全补偿消弧系统实现实验研究与结果分析工程应用案例展示总结与展望contents目录

01引言

配电网中性点接地方式多样，导致消弧方法不统一。传统消弧线圈存在调节范围有限、响应速度慢等问题。现有消弧方法难以适应分布式电源、电动汽车等新型负荷接入。配电网消弧现状及问题

有源全补偿消弧方法通过向配电网注入与故障电流大小相等、方向相反的补偿电流，实现故障点的全补偿。该方法具有响应速度快、补偿精度高、适应性强等优点。有源全补偿消弧方法可以应用于不接地、经消弧线圈接地等多种中性点接地方式的配电网。有源全补偿消弧方法概述

比例谐振控制是一种基于内模原理的控制方法，适用于周期性信号的无静差跟踪。在配电网有源全补偿消弧方法中，比例谐振控制器可以实现对故障电流的精确跟踪和补偿。比例谐振控制技术具有设计简单、参数整定方便、鲁棒性强等优点，适用于配电网有源全补偿消弧方法的实际应用。比例谐振控制技术应用背景

02配电网消弧原理及传统方法分析

配电网消弧原理电容电流的产生在配电网中，由于线路和设备的对地电容存在，当系统发生单相接地故障时，会产生电容电流。消弧线圈的作用消弧线圈是一个具有铁心的电感线圈，当系统发生单相接地故障时，消弧线圈产生的感性电流与容性电流相抵消，使得接地点的电流减小，从而达到消弧的目的。

采用消弧线圈并联电阻或采用自动跟踪补偿装置等方法。局限性在于无法适应配电网运行方式的多样性和复杂性，且对系统电容电流的测量精度要求较高。被动式消弧方法通过向系统注入与容性电流相位相反的电流来实现全补偿。局限性在于需要额外的电源设备和控制策略，且对系统的稳定性和安全性有一定影响。主动式消弧方法传统消弧方法及局限性

可适应不同运行方式和不同接地故障类型，实现全补偿消弧。灵活性采用先进的测量技术和控制策略，可精确测量系统电容电流并实现精确补偿。精确性通过优化控制策略和硬件设备设计，可提高系统的稳定性和可靠性。可靠性与传统的消弧方法相比，有源全补偿消弧方法具有更高的性价比和经济效益。经济性有源全补偿消弧方法优势

03比例谐振控制策略设计

实现对系统误差的快速响应，提高系统动态性能。比例环节针对特定频率的谐波进行补偿，实现无静差跟踪。谐振环节根据比例和谐振环节的输出，生成补偿电流指令。控制器输出比例谐振控制器结构

参数整定方法采用频率响应法或根轨迹法进行参数整定，确保系统稳定性和性能。参数优化策略通过遗传算法、粒子群算法等智能优化算法对控制器参数进行优化，提高系统性能。控制器参数整定与优化

稳定性分析方法采用劳斯判据、奈奎斯特判据等方法对系统进行稳定性分析。仿真验证在MATLAB/Simulink等仿真平台上搭建系统模型，验证控制策略的有效性和稳定性。实验验证搭建实验平台，对控制策略进行实际验证，确保其在实际应用中的可行性和有效性。稳定性分析与验证

04有源全补偿消弧系统实现

采用主从式或对等式分布式控制架构，实现各控制节点之间的协同工作。分布式控制架构将控制系统分为上层决策层、中层协调层和下层执行层，降低系统复杂性。分层控制策略将不同功能划分为独立模块，便于系统扩展和维护。模块化设计系统总体架构设计

高性能控制器高精度传感器高速通信接口可靠电源供应关键硬件设备选型与配置选用具有高速运算能力和丰富接口的控制器，如DSP、FPGA等。采用光纤、以太网等高速通信接口，实现各控制节点之间的实时数据传输。选用高精度电流、电压传感器，确保测量准确性。选用稳定可靠的电源供应设备，确保系统长时间稳定运行。

先进控制算法采用比例谐振控制、模糊控制、神经网络控制等先进算法，提高系统性能。实时操作系统选用实时操作系统，确保控制算法的实时性和稳定性。多任务处理采用多任务处理技术，实现各控制任务的并行执行，提高系统效率。算法优化针对具体应用场景，对控制算法进行优化，提高系统响应速度和稳定性。软件算法实现及优化

05实验研究与结果分析

实验平台基于MATLAB/Simulink搭建配电网仿真模型，包括电源、线路、负载等关键元件。控制器设计采用比例谐振（PR）控制器，实现对配电网中有源全补偿消弧装置的控制。参数设置根据实验需求，设置合适的控制器参数，如谐振频率、带宽等，以确保系统性能。实验平台搭建及参数设置

工况二在单相接地故障情况下，通过有源全补偿消弧装置的作用，能够快速消除故障电弧，保证系统稳定运行。工况三在复杂负载条件下，系统依然能够保持良好的消弧性能，验证了方法的鲁棒性。工况一正常运行状态下，系统能够实现良好的消弧效果，降低故障发生概率。不同工况下实验结果展示

与传统消弧方法对比相较于传统消弧方法，比例谐振控制的配电网有源全补偿消弧方法在消弧速度、效果及系统