← 返回
具有稳态与暂态运行优化方法的混合多功能灭弧逆变器
Hybrid Multifunctional Arc Suppression Inverter With Its Steady and Transient State Operation Optimization Method
| 作者 | Zejun Huang · Qi Guo · Zekun Xiao · Chunming Tu · Kai Sun · Lei Wang |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2025年4月 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 储能系统 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 混合式消弧装置 直流母线电压控制策略 暂态优化方法 运行稳定性 仿真与实验验证 |
语言:
中文摘要
混合式消弧装置(HASD)是一种先进的装置,可用于消弧、无功补偿和故障调节。然而,HASD 在模式切换时的暂态问题较为突出。此外,HASD 在单相接地(SLG)故障期间会消耗有功功率,且通常需要额外的直流供电装置。为大幅降低 HASD 的成本,本文提出了一种基于附加回路的直流母线电压控制策略。与传统策略相比,所提出的控制策略无需添加额外的直流供电装置,即可从电网吸收有功功率。其次,提出了一种暂态优化方法,以实现 HASD 不同功能之间的灵活转换。在灵活切换过程中,消弧电流的指令值从 0 增加到最大值,这降低了暂态电压,显著提高了 HASD 的运行稳定性。此外,仿真和实验结果验证了所提方法的正确性、可行性和有效性。相应结果表明,采用所提出的运行优化方法时,HASD 具有卓越的稳态和暂态性能。
English Abstract
A hybrid arc suppression device (HASD) is a state-of-the-art device that can work for arc suppression, reactive power compensation, and fault regulation. However, the transient problem is prominent when HASD switches modes. In addition, the active power is consumed by HASD during single line-to-ground (SLG) faults, and additional dc power supply devices are normally required for HASD. To greatly reduce the cost of HASD, a dc-link voltage control strategy based on the additional loop is proposed in this article. Compared with the traditional strategy, the proposed control strategy can absorb the active power from the power grid without adding additional dc power supply devices. Second, a transient state optimization method is proposed to realize the flexible transition between different functions of HASD. The command value of arc suppression current is increased from 0 to the maximum value during flexible switching, which reduces the transient voltage and the operational stability of HASD is apparently enhanced. Moreover, the correctness, feasibility and effectiveness of the proposed methods are verified by the simulation and experiment results. The corresponding results show that HASD achieves superior steady and transient performance when the proposed operation optimization method is adopted.
S
SunView 深度解读
从阳光电源的业务视角来看,这项混合多功能消弧逆变器技术与我们在光伏并网逆变器和储能系统领域的核心能力高度契合,具有显著的战略价值。
该技术的核心创新在于通过改进的直流母线电压控制策略,实现了消弧装置在单相接地故障时从电网吸收有功功率,从而省去了传统方案中必需的独立直流电源设备。这一突破对阳光电源而言意义重大:首先,可直接降低我们配电网解决方案的系统成本和复杂度,提升产品竞争力;其次,该技术与我们现有的光伏逆变器和储能变流器共享相似的拓扑结构和控制算法基础,技术迁移门槛较低,可快速实现产品化。
论文提出的暂态优化方法解决了多功能切换时的过渡问题,这对于我们开发具备电能质量治理功能的新一代智能逆变器尤为关键。通过将消弧电流指令值从零平滑过渡到最大值,可有效抑制暂态过电压,这与阳光电源一直强调的电网友好型技术理念完全吻合。
从应用前景看,该技术可集成到我们的工商业储能系统和微电网解决方案中,使单一设备同时具备消弧、无功补偿和故障调节等多重功能,符合市场对多功能一体化设备的需求趋势。技术挑战主要在于不同电网环境下的参数自适应整定和极端工况下的可靠性验证,这需要结合我们在全球市场积累的实际运行数据进行深度优化。建议启动预研项目,评估该技术在35kV及以下配电网场景中的商业化可行性。