作者:王渝红; 陈勇; 曾琦; 李天泽; 刘进飞 期刊:《高电压技术》 2019年第11期
模块化多电平换流器(MMC)具有输出波形谐波含量低、高度模块化等优点,在高压直流输电(HVDC)领域得到了广泛的应用,如何处理直流侧故障也成了MMC面临的主要难题。提出一种具备直流故障自清除能力的改进子模块拓扑,分析了其工作原理、运行特性和故障阻断机理并进行了混合拓扑计算;然后对改进子模块的阻断能力、经济性进行了综合对比分析;最后在PSCAD/EMTDC中搭建了单端MMC直流系统对提出的子模块阻断特性进行了仿真验证,仿真结果表明...
作者:郭贤珊; 刘泽洪; 李云丰; 卢亚军 期刊:《中国电机工程学报》 2020年第01期
柔性直流输电系统的链路延时是其固有特性,使柔直高频阻抗呈现"负电阻电感"特性,可能与长交流线路的分布电容相互作用导致高频振荡失稳现象发生。文章首先建立柔直系统和交流线路等效数学模型。其次,考虑模块化多电平换流器(modular multilevel convert,MMC)内部动态特性、锁相环、环流抑制控制器、延时等因素在内,建立MMC在dq坐标系下的阻抗模型,分析相关环节对柔直高频阻抗特性的影响及高频振荡特性。再次,提出高频振荡阻尼控制...
作者:李钰; 陆锋; 樊强; 赵成勇; 许建中; 屈海涛 期刊:《电力系统自动化》 2020年第04期
为降低模块化多电平换流器(MMC)对子模块电容的需求,有必要抑制子模块的电容电压波动。电网三相电压不平衡情况发生时,会加剧MMC中子模块的电容电压波动。首先分析了电网电压不平衡时MMC子模块电容电压的波动特性,进一步分析了三次谐波注入对子模块电压波动的影响;重新设计了三次谐波电压注入的幅值和相角,使其能在不平衡工况下有效实现降低电压波动的目标;设计了相应的波动抑制策略;最后,在PSCAD/EMTDC平台上进行仿真,验证了所提...
作者:潘伟; 邹海荣 期刊:《新一代信息技术》 2019年第14期
针对模块化多电平换流器(MMC)运行中存在环流的问题,提出一种结合陷波器和准比例谐振控制器环流抑制策略。在MATLAB/Simulink平台搭建环流抑制模型进行仿真,仿真结果表明该方法有效抑制环流,降低了桥臂电流的畸变率。
作者:班国邦; 谈竹奎; 徐玉韬; 郝正航; 袁旭峰; 徐腾 期刊:《电力大数据》 2019年第09期
本文简要介绍了城市直流配电系统的优势和特点,介绍了国内外研究的两端"点对点"柔性直流配电系统、辐射形直流配电网、"手拉手"直流配电网、珠海三端柔性直流配电网等几种城市直流配电系统拓扑结构。在总结以上直流配电系统拓扑结构优缺点的基础上,研究设计了一种多端、中低压、交直流混合、接入多种分布式能源的城市直流配电系统拓扑结构,并应用于贵州城市直流配电示范工程。对该拓扑结构的特点、电压等级、运行方式、效能和可扩...
作者:李辉; 张琪; 梁栋; 王林川 期刊:《分布式能源》 2017年第01期
交流系统故障时,基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的柔性直流输电(voltage sourced converter-high voltage direct current,VSC-HVDC)系统的控制策略研究具有很重要的工程意义。为了解决传统的串级PI控制策略存在的PI调节器数量多、控制参数调试困难、系统的稳定工作区域小等缺点,设计了新的控制策略。文章分析了交流系统故障时MMC的特性,设计了基于反馈线性化原理的正负序双电流控制策略,该控制策略在...
作者:金恩淑; 邓佛良; 夏国武; 杨筱凡; 于新 期刊:《东北电力大学学报》 2019年第06期
模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)已成为电压源换流器高压直流输电系统的首选换流器拓扑,如何保证其可靠性是MMC所要面对的重要问题之一.目前对于MMC可靠性分析大多认为其子模块在运行期间为恒定故障率,忽略了寿命损耗的影响.文中在分析已有可靠性研究策略基础上,考虑寿命损耗的影响,提出了一种基于两参数威布尔分布的MMC可靠性模型.针对子模块构成元件的寿命曲线,依据元件在不同运行时期故障率的变化建立基...
作者:郭滨鹏; 粟时平; 付航; 黄华钦; 周路平 期刊:《电力电容器与无功补偿》 2019年第05期
本文提出了一种新的应用于模块化多电平换流器(MMC)电容电压(CV)平衡的策略。电容电压平衡是MMC应用中面临的主要问题,通常采用全桥臂控制方法解决。采用此方法,根据子模块电压对其排序是必不可少的。然而,随着子模块的增长,这些算法的执行时间和计算工作量将迅速增加。本文提出了一种新的思路,通过使用映射策略,直接根据测量的电容电压将子模块存储在排序列表中。避免使用排序算法,使执行时间和计算工作量显著减少。
作者:傅春翔; 汪天呈; 郦洪柯; 徐雨哲; 徐政; 杨林超; 张哲任 期刊:《电力系统保护与控制》 2019年第20期
柔性直流输电技术凭借其为无源电网提供同步交流电源支撑的能力,正逐渐成为远距离海上风电并网的首选方案。主要针对柔性直流系统用于海上风电并网时的接地方式进行了深入的研究。首先对比分析了目前已有工程中的几种换流站接地方式,描述了几种接地方式的优缺点。然后介绍了柔性直流系统用于海上风电并网的拓扑结构和控制策略,选出了三种适用于该场景的换流站接地方式。最后针对国内某规划海上风电场,在电磁仿真软件PSCAD/EMTDC中...
作者:宋平岗; 周鹏辉; 肖丹; 杨声弟 期刊:《电力自动化设备》 2019年第11期
为解决牵引供电系统中电能质量差、抗扰动性弱以及常规解耦矢量控制中短路比对锁相环参数的影响问题,在功率同步控制的基础上,结合电流矢量控制和微分平坦理论,提出一种适用于模块化多电平换流器型铁路功率调节器的功率同步平坦控制策略。功率同步环将模块化多电平换流器模拟成同步发电机,为牵引网提供惯性支撑。基于微分平坦的电流环由前馈控制和动态误差反馈2个部分组成,能有效限制短路电流,提高了电流环的动态响应特性。在MATLA...
作者:彭华厦; 阳鹏飞; 肖会芹 期刊:《浙江电力》 2019年第11期
针对传统的二电平、三电平变换器不能满足高电压、大容量光伏并网发电系统的要求,以及一般MMC(模块化多电平换流器)不具备子模块保护能力的问题,提出一种具有子模块保护能力的单极MMC光伏并网系统。介绍了基于MPPT(最大功率点跟踪)技术的双闭环控制策略、光伏并网原理以及MMC换流器拓扑结构的特点、工作原理、调制方式。采用CPS-SPWM(载波移相正弦脉宽调制)方式来调制MMC,利用PSCAD/EMTDC电力系统电磁暂态仿真软件搭建9电平的MMC光...
作者:宋平岗; 周鹏辉; 周振邦 期刊:《机车电传动》 2019年第06期
为解决目前交流电气化铁路中存在的电能质量和过分相问题,研究了一种基于MMC-MTDC的新型牵引供电系统。针对负载频繁变化引起网侧功率出现较大超调现象,提出了一种基于PI控制器的改进下垂控制策略,该策略兼顾了稳定直流电压和改善功率流两个方面,并对该控制策略的稳态和暂态特性进行了分析。针对单相MMC存在的二倍频环流会引起直流侧电压和功率的二倍频波动,同时对网侧功率波动造成影响的问题,采用比例复数积分(PCI)控制器设计了同...
作者:许烽; 陆翌; 李继红; 黄晓明; 朱承治; 陆承宇 期刊:《高电压技术》 2019年第10期
柔性多状态开关不使用联接变压器的方式,从而实现设备的紧凑化,但存在零序分量在各供区之间传递、扩大故障影响范围等问题。为此,通过经典的电路分析和序分量分解计算,揭示了零序分量在交直流之间传递的本质特性和内在机理。基于理论分析,提出了一端采用半桥型模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)、另一端采用混合型MMC的非对称式柔性多状态开关拓扑结构。根据不同供区所发生的故障情况,提出交流向直流、直流向...
作者:唐志军 期刊:《福州大学学报·自然科学版》 2019年第05期
针对由模块化多电平换流器结构缺陷带来的环流问题,基于其数学模型和作用模糊子集推理方法提出了模糊自适应环流抑制策略.首先,分析换流器拓扑及其控制特性得到隶属度函数以及模糊控制规则,然后根据桥臂二倍频环流计算模糊系统输入量,并利用重心法解模糊,从而实现自适应的环流抑制控制.最后通过PSCAD/EMTDC仿真算例验证所提控制器的有效性,在输电系统动态变化时本研究设计的控制器的快速性和鲁棒性均优于传统PI控制器.
作者:贾科; 赵其娟; 王聪博; 朱瑞; 宣振文; 孙轶恺 期刊:《电力系统自动化》 2019年第19期
目前,随着电力电子技术的逐渐成熟,柔性直流系统受到广泛关注。作为柔性直流配电系统发展的关键技术,保护所面临的主要挑战是如何利用受限和持续过程极短的故障电流可靠识别和快速隔离故障。文中针对基于具有直流故障隔离能力换流器的柔性直流配电系统,分析了直流线路发生单极接地故障、双极短路故障以及断线故障时的故障特性,提出直流线路的保护方案。同时依据继电保护对四性的要求以及各保护之间的配合关系,确定保护动作的边界条...
作者:马文忠; 张凯 期刊:《电网技术》 2019年第12期
模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)控制方法由传统的两电平电压源逆变器发展而来,但是现有的大多数控制方法在控制的过程中忽略了内部一些耦合因素,这会导致系统控制效果变差,影响系统动态性能等。为减小控制器设计难度,提高模块化多电平换流器运行性能,分析了交流侧电流与内部不平衡电流以及子模块电容电压之间的耦合关系。在三相静止坐标系下提出一种基于补偿的解耦策略,消除内部不平衡电流控制以及子模块电容...
作者:黄勇; 姚志; 王容; 苑宾; 齐磊 期刊:《电网技术》 2019年第11期
随着柔性直流输电工程电压等级和输送容量的提升,模块化多电平换流器的损耗问题变得日益突出。文中基于全桥子模块工作模态分析,提出了全桥子模块的损耗等效分析方法,大大简化了实际工程中全桥拓扑、全半桥混合拓扑结构换流器的损耗计算。接着在固定结温损耗计算方法基础上,提出了结温预估损耗计算方法(简称结温预估方法),并从多种情况(改变系统工况、系统无功、器件开关频率)详细分析了结温预估方法与结温反馈方法的损耗计算相对...
作者:李探; 梅念; 陈东; 乐波; 马为民; 李高望 期刊:《电网技术》 2019年第09期
采用三次谐波注入策略可有效提高模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的直流电压利用率,从而减小换流器的稳态和暂态电流应力,降低换流器的损耗,提高换流器的安全裕度和故障穿越能力。针对采用三次谐波注入策略的MMC,分析了子模块电容电压、桥臂电流、桥臂电压的主要谐波分量;通过将各次主要谐波分量表示为相量,最终建立了16阶MMC动态相量模型,然后将其线性化建立了小信号分析模型。所建模型可方便地与直流侧、...
作者:丁雅琦; 古雯雯 期刊:《智慧电力》 2015年第03期
提出了一种基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Convener,MMC)拓扑的配电网静止同步补偿器(DistributionStaticSynchronousCompensator,DSTATCOM)主电路,该电路无需变压器可直挂于高压系统,非常适合高电压、大容量场合的应用。分析了该电路的基本工作原理,并提出针对不平衡负载的补偿量检测以及补偿输出电流控制方法.最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提方法的有效性。
作者:宣佳卓; 王先为; 刘启建; 吴金龙; 姚为正 期刊:《智慧电力》 2019年第01期
模块化多电平换流器(MMC)适用于高压大容量柔性直流输电系统,采用基于MMC的组合换流器拓扑是提升直流输电电压等级和容量的有效手段之一。首先,分析了组合换流器的拓扑和稳态基本控制策略,以及系统直流电压扰动时各换流单元的能量和电压变化趋势,指出其稳态运行时存在串联换流单元电压不均衡问题;然后,提出在定功率站附加电压均衡控制策略,即在有功控制通道上叠加一个均压控制量,以实现换流器内部直流电压的均衡控制和功率均分。最...