摘 要：相控开关技术是有效抑制电力系统操作过电压和涌流以及全面提高电能质量的关键技术。介绍了电力系统相控开关技术的最新进展和急需的关键问题。研究了参考电压或电流过零点的检测方法，通过仿真分析了采样频率、背景噪声、谐波分量和瞬态脉冲干扰对检测准确度的影响，并设计了相应的数字低通滤波器。提出了基于人工神经网络和快速驱动技术的智能控制策略，有待更深入研究和应用。

　　

关键词：相控开关；电能质量；人工神经网络

　　

中图分类号：TM561 文献标识码：B

　　

Phase—controlled Switching Technology

　　

in Power Systems and Its Intelligent Control Strategy

　　

Li Qing—min,WANG Guan,XU Jian—zheng

　　

(shandong University,Jinan 250061,China)

　　

Abstract：As an effective technology，phase—controlled switching can be utilised to minimise the switching overvoltages and high inrush currents in power systems，as well as to improve the voerall power quality，The stale—of the art of phase controlled switching technology was briefly reviewed and some pending key issues associated with it were raised．The zero crossing point detection algorithms for reference voltage or current were investigated，and the impacts on detection accuracy caused by sampling frequency，background noise，harmonics and impulse interference were analysed through computer simulations and addressed by a low—pass digital filter．Based on artificial neural network and fast driving technology，an intelligent control strategy was proposed which needs to be verified by further investigations and application．

　　

Key words：phase controlled switching；power quality；artificial neural network

　　

1 引言

　　

为实现电压控制和系统保护以及电力系统负荷调节，需要利用高压开关来投切相应的电力设备或线路，如并联电容器组的投切、电抗器的投切、空载线路的投切、空载变压器的投切、以及快速自动重合闸操作等。高压开关的这些操作过程一般伴随着开关暂态现象，产生较高的过电压和涌流。在目前的高、中压系统中，开关的合、分闸相位是随机的，因而过电压和涌流现象更为严重，对电力系统运行和电气设备的性能带来负面影响，具体表现为：电气设备寿命的减少，电气设备的绝缘击穿、故障和损坏，继电保护的误动，二次边的电子控制元件功能失常，电能质量的降低等。为解决此类问题，在电力系统中常采用并联合闸电阻或电感、串入电抗器和加设避雷器等方法，但这些方法受到结构设计的复杂性，经济性以及运行可靠性的限制。

　　

相控开关技术(Phase—controlled Switching)，也称同步开关技术(Synchronous Switching)，是根据线路电压或电流的相位来合理控制高压开关的合分时刻，从而抑制电网中的操作过电压和涌流。在电力电子系统中为解决大功率器件的开关损耗问题，常采用软开关技术即零电压和零电流开关技术，相控开关技术的概念与此类似，可称作高电压、大电流下的软开关技术，只不过这里要解决的是开关操作所引起的电磁暂态现象。

　　

国外研究相控开关技术已有二十多年的历史，并已经应用到实际的高压开关中，其中日本^[1、2]、瑞典^[3]、英国^[4]和罗马尼亚^[4]等国在这方面的研究成果较为突出。国内近几年才开始注意此项技术，并没有相应产品问世，只是引进了几套国外技术加以应用。作为新型开关电器的主流研究方向，相控开关技术对提高电力系统运行稳定性和经济性意义深远，且应用前景广阔；只是当前并没有在世界范围内大面积推广，原因是应用中可靠性的若干技术难题尚在研究之中。

　　

2 急需解决的关键技术问题

　　

2.1 相控开关过程简介