单相模块化多电平变流器控制策略研究

模块化多电平变流器(MMC)是一种新型的多电平拓扑,输出与子模块数相关的多电平波形。MMC具有高度模块化、易扩展、输出波形好等特点,在中高压场合具有广阔的应用前景。分析了单相MMC的拓扑结构和工作原理,并通过一定的控制策略,对子模块电容电压平衡与环流抑制进行协同控制;利用载波移相脉宽调制(CPSSPWM)技术,等效提高了开关器件的频率,从而降低其损耗。最后用Matlab/Simulink对单相MMC进行仿真实验,验证了调制策略和控制策略理论的正确性。     

模块化多电平电网模拟器及低频运行控制

电网模拟器是风电机舱实验台架模拟电网各种运行工况的核心设备,在设计大功率电网模拟器的过程中,由于受到开关频率的限制,会影响其控制带宽,导致模拟器性能下降.为此提出将系统等效开关频率较高的模块化多电平变换器(MMC)应用到电网模拟器中,并针对低频工况下的子模块电容电压失衡问题提出了一种高频环流注入的控制方法,完成了基于StarSim的硬件电路和基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字控制系统动态的硬件在环实验,搭建了单相3 kVA的样机对控制方法进行了验证,实验结果表明模块化多电平电网模拟器性能良好,稳定性高.     

适合于柔性高压直流输电系统的模块化多电平变流器的自适应均压方法

提出一种模块化多电平变流器(modular multilevel converter,MMC)的自适应均压方法。在每个控制周期中,根据桥臂电流绝对值的大小选择不同个数的功率模块进行轮换。此外,还推导并计算了采用该自适应均压方法的功率器件平均开关频率的解析表达式。通过160 k V/400 MVA的MMC仿真系统验证了所提出的自适应均压算法的有效性和平均开关频率计算的正确性。最后,在RT-LAB实时仿真实验平台中搭建了350 k V/1000 MW的MMC背靠背系统,对上述方法进行了实验验证。实验结果表明,采用所提出的自适应均压方法能够在保证功率模块电容电压均衡的前提下降低开关频率,提高系统效率。     

单相模块化多电平变流器SVG控制方法研究

为解决模块化多电平变流器用于需要无功补偿的单相系统时直流侧电压稳定问题,文章首先介绍了单相模块化多电平变流器(Modular multilevel converter,MMC)的工作原理。然后通过对MMC建模,分析了单相MMC内部电压不平衡会造成环流,在此基础上提出了基于环流控制的稳压方法和MMC子模块电容的均压方法。在上述均压和稳压方法下,实现了MMC补偿单相系统的无功功率,并提出了一种基于T/6的虚拟三相法检测单相负载无功电流。最后,通过Matlab/Simulink仿真验证了上述控制方法的有效性。     

MMC柔性直流输电系统换流阀开关频率优化方法

柔性直流输电系统一般采用模块化多电平MMC（modular multi-level converter）换流阀,换流阀开关频率的大小与系统损耗及交流侧谐波含量密切相关。推导了MMC开关频率与系统损耗及开关频率与柔性直流输电系统交流侧谐波含量的数学表达式;分析了MMC开关频率对系统损耗及交流侧谐波的影响规律。在此基础上,为了兼顾柔性直流输电系统的损耗和电能质量,采用遗传算法对开关频率进行了优化设计,根据工程经验对不同的优化目标赋予权值,根据国标要求设置了谐波和损耗的约束条件。仿真算例分析表明,采用优化的开关频率进行MMC变流控制时,柔性直流输电系统具有更佳的性能。     

适合MMC型直流输电的灵活逼近调制策略

模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)拓扑是一种优秀的换流拓扑,其多电平结构能极大减小谐波,是柔性直流输电的应用热点。以往的调制方式,要么开关频率较高,要么未能实现开关频率与模块电压波动幅度间的协调,要么实现复杂难于实际应用。为此,提出灵活逼近调制策略(flexible approach modulation,FAM)。该策略能够使模块电压在允许范围内波动,实现模块开关频率最小的目的。通过分析FAM的谐波特性和模块开关频率特特性,指出改变FAM的逼近因子可以改变谐波畸变率、开关频率。仿真及实验结果表明,对于确定的MMC系统,在模块电压波动允许范围内存在最小开关频率,FAM通过整定逼近因子就能获得此开关频率,即FAM方式能充分发挥各个模块作为能量交换单元的作用,极大地减小开关频率,降低开关损耗。     

大功率MMC换流站最近电平调制策略研究

介绍了模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter,MMC)的基本拓扑结构和工作原理。针对脉冲宽度调制在大功率MMC换流站中应用的一些弊端,如开关频率过高,由于复杂性难以实现等,提出了最近电平调制策略在MMC中应用的实现方法,并对该种调制策略原理、输出电压基波和各次谐波进行了分析。在PSCAD/EMTDC仿真环境下,搭建了5电平和13电平MMC模型,对提出的最近电平逼近调制策略进行验证。对输出电压质量和各次谐波含量进行了分析,验证了该调制策略的有效性和适用于大功率MMC换流站场合。     

超模块化多电平直流输电系统MSHE-PWM控制

为优化高压直流输电(HVDC)接入点电能品质,提出一种模块化多电平选择谐波消除脉宽调制(MSHEPWM)方法。MSHE-PWM方法在保持功率器件最低动作频率的基础上,可满足输出PWM波形低次谐波的精确消除。首先,建立了模块化多电平换流器(MMC)拓扑的基本数学模型,指出了子模块(SM)均压控制原理;分析了MSHE-PWM开关角度离线求取原理与实现方式;最后,基于MMC无功补偿实验样机进行MSHE-PWM控制性能验证。实验结果表明,所提MSHE-PWM方法满足低开关频率、无低次谐波等性能指标,验证了其应用于HVDC接入点电能品质优化的可行性和有效性。     

基于粒子群优化的模块化多电平变换器阶梯波调制策略

选取合适的开关角迭代初值是模块化多电平变换器(MMC)阶梯波调制方法实现的关键。为此提出一种基于粒子群优化(PSO)算法的阶梯波调制策略。该策略采用PSO算法得到优化的开关角初值,再运用牛顿迭代法快速计算出开关角的精确解。所提出的方法辅以电容电压排序平衡策略可以有效地解决子模块电容电压均衡问题,具有低复杂度和开关频率的优点。以三相五电平MMC系统为例,搭建了低压物理模型的验证平台。仿真和实验结果证明了所提方法的正确性和可行性。     

贯通式供电中三相-单相MMC及其控制

基于模块化多电平变换器(MMC)结构的五电平三相-单相变换器,研究了其在贯通式同相供电系统中的应用。以保证MMC子模块(SM)电容电压平衡为前提,在改进的d,q坐标系下分别建立了三相MMC-PWM变换器与单相MMC-PWM变换器系统数学模型,以能量均分和电压平衡为原则,给出了三相-单相MMC-PWM变换器详细控制策略,实现了输出有功无功解耦,输出电压频率、相位和幅值可控以及能灵活地向牵引网传递定量的有功与无功功率。最后通过系统仿真与原理样机实验充分验证了所提系统的合理性以及该系统在该控制方案下能保证正常工作且具备良好的动稳态性能。     

220 kV变电站10 kV直供负荷的改善措施及其经济分析

为了协调220 kV与110 kV变电站布点关系,结合某省220 kV变电站三卷变压器10 kV低压侧直接向负荷供电（简称直供）的实际情况,对全省220 kV变电站进行统计分析,研究其直接供电的现状及运行中反映的问题,并有针对性地从技术和经济层面提出解决办法：对10 kV直供负荷供电时,将配电网规划和10 kV直供负荷相结合,优化配电网的结构,合理利用220 kV变电站的容量,由220 kV变电站向周边10 kV负荷系统直接供电,在确保供电可靠性的情况下,控制10 kV线路的送电距离。以上措施可挖掘现有电网的供电潜能,降低线路损耗,使电网布局更趋合理。     

大规模储能系统发展现状及示范应用

随着储能技术的飞速发展,大规模储能系统已经成为保证电力系统可靠供电的一个重要手段。介绍了储能技术的类别及其在电力系统中的作用,并阐述了其在电力系统中的应用研究现状和目前的主要示范应用实例,论述了储能技术未来发展趋势。     

锅炉停用保护剂对水汽氢电导率的影响研究

电站锅炉停用保护剂多采用十八胺和表面活性胺。对这2种停用保护剂进行了应用效果对比研究,即对湿冷机组、空冷机组采用十八胺或表面活性胺、有无凝结水精处理系统等6台机组停机和启动过程中给水、主蒸汽和凝结水的氢电导率变化情况进行分析。研究结果表明：在停机过程和启动过程,2种保护剂均会在水汽系统中发生部分分解,导致水汽系统的氢电导率显著升高;表面活性胺和十八胺比较,使用前者,机组启停机过程可保持凝结水精处理系统正常投运,因而可使水汽质量迅速达标,对机组安全运行有利,因此推荐采用表面活性胺作为锅炉停用保护剂。     

智能变电站中高频开关电源技术应用

高频开关电源因其性能可靠、体积小、效率高等优点,已广泛应用于智能变电站直流系统中,为变电站安全、可靠运行提供保障。首先简单介绍了交直流一体化电源系统,然后分别对直流充电模块、通信电源模块、UPS电源模块作了详细分析,重点研究了高频开关电源的N+1冗余技术和均流技术。通过研究发现,这2种技术的应用提高了高频开关电源模块的可靠性。高频开关电源能够满足智能变电站对直流系统可靠性的要求。     

基于电流变化率的准恒频滞环电流控制方法

针对滞环电流控制存在的开关频率不固定,设计输出滤波器困难的缺点,通过对开关频率与滞环环宽关系的分析,提出了一种根据电流变化率调节环宽的准恒频滞环电流控制方法。控制方法根据电流变化率来实时调节滞环控制的环宽,实现开关频率的恒定;具有响应速度快和稳定性好的优点,同时克服了滞环电流控制开关频率不固定的缺点;较已有方法计算量小,不依赖于系统参数,容易实现,并通过理论推导和仿真证实了方法的可行性和正确性。     

What’s next for Cuba’s electricity sector?

Cuba’s electric sector is approaching an inflection point. Although the country has historically relied upon non-commercial barter agreements for imported oil to meet its electric demand, a combination of factors including reducing imports, increasing demand, and ambitious climate change goals suggest new pathways forward may be warranted. The way Cuba responds to near- and long-term challenges will help set the stage for its energy future. This article describes Cuba's electric sector and provides a set of key recommendations to consider going forward.     

微电网概率性最优的储能容量研究

针对可再生能源发电受外界环境影响较大、难以控制,接入微电网后对其安全运行带来很大挑战的问题,指出在微电网中接入储能装置可有效地解决此问题;研究了微电网孤岛运行时储能容量的确定方法,提出了一种概率性最优的储能容量确定方法：计算了微电网调度出力与负荷需求的功率差额,并根据其概率函数密度曲线确定储能系统的最大充放电功率;根据储能系统不同时刻其充、放电量累计值的概率函数密度曲线,求出其最优储能容量,使电网能实现经济效益最优和可再生能源利用率最大。采用该方法确定微电网储能容量,具有求解方法简捷、所需储能容量小的特点。     

基于先验方差的发电机惯量辨识数据质量评估

发电机惯量是电力系统频率特性分析与在线应用的重要参数。基于发电机正常运行时机端有功功率和频率的类噪声信号可对发电机惯量进行实时辨识。然而实测数据质量存在的缺陷,导致现有算法对实测数据辨识效果较差。为解决该问题,本文以谱分析与系统辨识理论为基础,通过参考系统估计、模型参数方差估计、惯量方差估计三个步骤,建立惯量辨识结果的先验方差统计量,在进行辨识前对类噪声数据段进行评价和筛选,提升了惯量辨识的准确度。基于仿真数据和实测数据的数据评估筛选结果验证了本文提出方法的有效性。结果表明,先验方差较小的数据段,惯量辨识的准确度较高。     

550 kV SF6 气体绝缘高海拔套管绝缘屏蔽结构

介绍了550 kV SF6气体绝缘金属封闭式组合电器（GIS）高海拔套管的绝缘屏蔽结构参数对电场分布的影响。针对套管单屏蔽结构方案,通过有限元法研究了接地屏蔽层翻边结构参数组合对套管内部最大电场强度的影响;研究了接地屏蔽层高度对GIS套管内外绝缘电场强度分布的影响。从而通过最优化接地屏蔽层高度和接地屏蔽层翻边结构参数组合,得到合理的套管内外电场分布,有效解决了高海拔型套管外绝缘修正后的内外电场分布均匀化问题,为550 kV SF6气体绝缘高海拔套管的绝缘结构设计提供了理论依据。