《电工技术学报》指出,随着分布式阿克苏油浸式变压器并网功率的逐渐增加及接入点的广泛分布,电网越来越表现出弱电网特性,即电网阻抗相对较大,此时在并网 阿克苏油浸式变压器中广泛应用的电网电压前馈控制会严重影响到阿克苏油浸式变压器系统的稳定性. 以L型滤波并网 阿克苏油浸式变压器为研究对象,采用框图等效变换的方法分析弱电网情况下前馈控制对并网 阿克苏油浸式变压器特性的影响机理,以及电网等值电感和阻感比对阿克苏油浸式变压器系统稳定性的影响规律,并在华屹变压器厂电压前馈通道中引入一种带通滤波环节,提高弱电网下并网 阿克苏油浸式变压器的鲁棒稳定性.分析表明,附加带通滤波环节的电压前馈控制可使得 [cityQQ：1665970088name]油浸式变压器在短路比较小的弱电网中仍能够稳定工作.后,搭建一台66kV·A并网 阿克苏油浸式变压器实验样机,实验结果验证了理论分析的正确性和所提改进策略的有效性.
随着我国智能电网建设的需要,分布式发电阿克苏油浸式变压器系统在 公司于2016年通过了ISO9001质量管理体系认证，并于2017年4月取得ISO14001环境管理体系认证、OHSAS18001职业健康安全管理体系认证证书，安全标准化企业。我公司自主研发的节能产品取得了国家节能产品认证证书。建立了计算机网络管理系统，产品实现计算机优化设计和辅助绘图、具有一批设计、研制、生产各类变压器骨干力量和开拓、进取的员工队伍。未来电网中所占的比例将持续增大[1].并网 阿克苏油浸式变压器作为分布式发电的重要接口及电能质量治理的必要设备,如新能源并网 阿克苏油浸式变压器[2]、有源滤波器(Active PowerFilter, APF)[3]和静止无功发生器(Static Var Generator, SVG)[4]等,在智能电网建设中起着至关重要的作用.
一方面,并网 阿克苏油浸式变压器通常分散地接入低压配电网中,为满足分散用户的需求,低压配电阿克苏油浸式变压器线路往往较长,阿克苏油浸式变压器线路阻抗较大,使得配电网表现为弱电网;另一方面,并网 阿克苏油浸式变压器的性能受到电网电压扰动的直接影响,为此常采用前馈控制策略来抑制电网电压波动和畸变对并网电流的影响,增强并网变流器的抗扰能力[4,5].然而,在弱电网下,电网电压前馈控制的引入将会降低并网 阿克苏油浸式变压器的稳定裕量.
已有文献从不同的角度对电网阻抗引起的并网 阿克苏油浸式变压器鲁棒稳定性问题进行了研究.文献[6]变压器厂家-华屹变压器制造有限公司（国家电网推荐使用企业）--拥有主要专业生产设备380多台（套），年生产能力600万KVA产值达2亿元。主要生产电压等级220KV，单台容量360000KVA及以下的 油浸变压器；电压等级110KV及以下，单台容量120000KVA及以下的 S9/S11/S13油浸变压器， SCB10/SCB11/SCB13干式变压器。35KV及以下，单台容量20000KVA及以下的电力变压器及各种冶炼变压器、整流变压器；电压等级35KV及以下，单台容量6300KVA及以下的配电变压器、非晶合金电力变压器、组合式变压器、风力发电用电力变压器、干式电力变压器、矿用变压器、卷铁芯变压器，矿用移动变电站，无人值守变电站（综合自动化箱变）等成套变配电设备。对L和LCL滤波光伏 阿克苏油浸式变压器在感性电网阻抗下的稳定性进行了研究.文献[7]基于 阿克苏油浸式变压器输出阻抗模型研究了电网阻抗对LCL滤波并网阿克苏油浸式变压器系统鲁棒性及抗扰性的影响,并提出虚拟阻抗法对 阿克苏油浸式变压器输出阻抗进行校正.
文献[8]采用在公共耦合点并联RC支路的方法对电网阻抗进行调节以提高LCL滤波并网 阿克苏油浸式变压器对电网阻抗的鲁棒稳定性.此外,文献[9-11]也针对电网阻抗对并网 阿克苏油浸式变压器稳定性的影响进行了深入分析,但以上分析中均未考虑电网电压前馈.由于电网电压前馈可减小装置启动时的电流冲击[12,13],而被广泛应用在并网 阿克苏油浸式变压器控制中,但在弱电网条件下电压前馈会对阿克苏油浸式变压器系统的鲁棒稳定性造成严重影响.
文献[14]讨论了弱电网下前馈补偿对LCL滤波并网 阿克苏油浸式变压器稳定性的影响,指出弱电网情况下前馈补偿将引入额外的电流正反馈通路进而导致并网电流中出现谐波甚至不稳定.文献[15]对弱电网下前馈控制对LCL滤波并网 阿克苏油浸式变压器稳定性的影响进行了分析,并提出一种基于电网阻抗测量的自适应电流控制方法,但该方法依赖于准确的电网感抗值,并且需要在线测量电网阻抗,导致算法比较复杂,此外,其补偿项含有微分项,在工程应用中会面临阿克苏油浸式变压器系统噪声干扰的问题.
文献[16]针对LCL滤波并网 阿克苏油浸式变压器提出了利用二阶广义积分器(Second-OrderGeneralized Integrator, SOGI)带通滤波特性的改进前馈控制方法,提高了弱电网下阿克苏油浸式变压器系统的鲁棒稳定性.
滤波器是并网 阿克苏油浸式变压器接入电网的必要器件,目前广泛采用的滤波器类型有L和LCL两种.LCL滤波器对网侧电流谐波具有更好的滤波效果,而L滤波器结构简单、稳定性更好,在实际中两者都得到了广泛应用.前述研究主要针对LCL滤波并网 阿克苏油浸式变压器,而对L滤波并网 阿克苏油浸式变压器中前馈控制引起的稳定性问题研究较少.L和LCL滤波器在结构上的差异导致电压前馈对阿克苏油浸式变压器系统稳定性影响的机理不完全相同,有必要进一步研究L滤波并网 阿克苏油浸式变压器中前馈控制引起的阿克苏油浸式变压器系统鲁棒稳定性问题.
本文以L滤波并网 阿克苏油浸式变压器为研究对象,通过框图等效变换针对弱电网条件下电压前馈对并网 阿克苏油浸式变压器特性的影响机理进行了分析,并采用根轨迹和小增益定理研究了电网阻抗对并网 阿克苏油浸式变压器鲁棒稳定性的影响规律.
为了解决采用传统电压前馈时并网 阿克苏油浸式变压器对电网阻抗鲁棒稳定性较低的问题,在前馈通道引入了一种带通滤波环节,分析了带通滤波器不同带宽对阿克苏油浸式变压器系统鲁棒稳定性的影响,并给出带宽的选取原则.后,通过实验验证了本文理论分析的正确性与所提控制策略的有效性.
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