一种具备单相接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型变流器

针对现有配电网接地故障消弧装置存在的设备利用率低下、容量要求高等突出问题,提出了一种兼具接地故障调控与无功补偿能力的多功能并网型变流器(multi-function gridconnectedinverter,MF-GCI)。首先介绍了MF-GCI的拓扑结构和工作原理,MF-GCI由有源模块和无源模块组成,系统在电网正常运行时工作于无功补偿模式,保证电网侧单位功率因数运行;在电网发生单相接地故障时工作于消弧模式,有效抑制接地故障电流。其次,通过数学推导和矢量图分析可知,有源和无源模块的协调运行实现了MF-GCI在任一模式下的容量优化。此外,提出了MF-GCI的动作逻辑以及模态间柔性切换方法,有效解决了模式切换时出现的变流器输出电压超调问题。最后,通过不同方案的对比分析,以及仿真和实验验证了所提拓扑结构及功能的正确性、可行性和有效性。