基于PSASP的电子电力变压器建模与仿真

鉴于电子电力变压器对提高电力系统稳定性、改善供电灵活性具有潜在优势,在电力系统分析综合程序(PSASP)环境下建立了电子电力变压器稳态模型和暂态稳定模型,研究了基于电子电力变压器的电力系统潮流计算方法,提出了一种含电子电力变压器的电力系统牛顿交替潮流求解算法,利用PSASP的自定义程序功能(UPI)和用户自定义模型功能(UD)实现了电子电力变压器潮流及暂态稳定计算,并对含电子电力变压器的9节点WSCC系统算例进行了潮流及暂态稳定仿真计算。结果表明,建立的模型有效,提出的潮流求解算法收敛性好,电子电力变压器的引入使系统潮流可灵活控制,且提高了暂态稳定性。     

±800kV特高压直流换流器在线投入失败案例分析

针对一起±800kV特高压直流单换流器在线投入失败事件展开分析,详细介绍换流器在线投入过程的基础上,分析投入失败原因与交流系统短路电流、母线电压密切相关。基于实时数字仿真(RTDS)对其投入过程复现与讨论,重点分析换流器投入失败原因及其过程对近区交流电网的影响,论证了不同输送功率、不同短路电流、不同换流器运行个数等方式下的特高压直流单换流器在线投入情况。仿真结果表明,同等条件下,输送功率(运行电流)越大、短路电流越小、在运换流器越少,越不利于换流器在线投入。从调度运行、电网规划、直流控制保护系统等几个方面提出相关建议。     

一种适用于智能配电网的DC/DC换流器拓扑及其控制策略

由于智能配电网的高故障率特性以及城市土地资源的限制,DC/DC换流器的体积、成本、效率、控制性能和故障穿越能力逐渐成为其在该领域内的限制因素。为此,提出了一种基于电流源换流器（current source converter,CSC）和电压源换流器（voltage source converter,VSC）的混合DC/DC换流器拓扑,提出的换流器拓扑采用高频交流链路,分析了换流器的数学模型和运行约束条件,给出了换流器的参数设计方法。提出了一种换流器CSC侧采用有功功率和无功功率双闭环控制,VSC侧交流电压幅值单闭环控制的DC/DC换流器闭环控制策略。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了1 MW/2 000 V/750 V混合DC/DC换流器仿真模型,分别对额定运行工况、功率反转工况和直流短路工况进行了仿真研究。仿真结果验证了提出的混合DC/DC换流器工作性能优越且具备直流短路故障穿越能力。     

基于虚拟相引入的CHB整流器控制策略

以三级式电力电子变压器的输入端级联H桥整流器为研究对象,针对系统运行的稳定性,借鉴双环控制思想,提出CHB整流器的双环控制方法。同时,针对其无功损耗、能量传输效率问题,提出一种基于虚拟相引入的共同占空比控制策略。在Matlab/Simulink平台搭建仿真模型,对所提出的CHB整流器的双环控制方法和基于虚拟相引入的共同占空比控制策略,与传统的控制策略进行对比分析,结果表明,所提策略可以有效减少谐波含量、降低无功损耗,提高系统运行的稳定性,改善系统的动态性能。     

电压跌落下MMC-HCVD负序电流抑制策略研究

针对配电网电压暂降,提出了基于模块化多电平换流器的电流抑制控制方法。建立正常运行下（modular multilevel converter,MMC）换流器的两相同步旋转坐标模型,根据配电网不对称电压暂降情况,将MMC换流器控制模型转变为正负序分离的两相同步旋转坐标模型。针对于电压暂降故障,设计了一种可以快速实现跟踪故障分量的锁相环;在此基础上,利用基于PIR控制器的正负序电流内环控制器减小负序电流,实现对MMC输出电流的幅值抑制。最后,利用Matlab/Simulink仿真平台验证该方法的有效性。     

基于多目标递阶模型预测理论的MMC能量协同控制研究

基于模块化多电平换流器的高压直流输电系统（MMC-HVDC）具有广阔的发展前景,针对常规控制方法在不平衡网压下存在控制复杂且换流器内部能量难以控制等缺陷,提出基于多目标递阶模型预测理论的模块化多电平换流器（MMC）能量协同控制策略。该方法通过优化控制各桥臂的各电流分量来调节MMC功率分布,实现交流侧三相电流与换流器内部能量平衡的协同控制;为简化控制复杂度、降低控制计算量,对传统模型预测控制进行优化,建立相应的预测模型和目标函数,并将控制目标划分为内部和外部特性的分层控制,利用外部特性控制的最优解及内部特性分析结果,优化内部特性控制的寻优范围。最后,通过仿真和实验的结果验证所提出的控制策略能更快实现正常及交流侧不平衡工况下的换流器安全稳定运行。     

基于虚拟电感与限流器的柔性直流电网故障隔离方法

基于模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converters,MMC）的柔性直流电网能够支持大规模可再生能源的高效接入与可靠送出。为解决柔性直流电网发生双极性短路故障后短路电流上升速度快、峰值大的问题,文章提出了一种基于虚拟电感与限流器的柔性直流电网故障隔离方法。首先,在分析双极性短路故障电流特性基础上,基于虚拟电感限流控制实时改变换流器调制系数,控制MMC投入运行子模块数量,进而降低换流器出口电压,限制短路电流上升速率;然后,当故障电流到达限流器的动作阈值时,通过限流器支路换流与直流断路器（Direct Current Circuit Breaker,DCCB）协调配合抑制故障电流并隔离故障;最后,基于PSCAD/EMTDC电磁仿真平台建立三端柔性直流电网仿真模型,对双极性短路故障进行仿真分析。结果表明,文章所提方法可以快速有效地隔离柔性直流电网双极性短路故障,在直流断路器开断之前能够显著降低故障电流峰值,缩短故障隔离时间,并减小换流器闭锁风险,提高柔性直流电网运行的安全稳定性。     

一种全桥MMC型电力电子变压器的优化均压控制策略

介绍了基于全桥MMC级联ISOP DC-DC变换器型电力电子变压器的工作原理和等效电路;分析了传统载波移相PWM控制和最近电平逼近调制均压策略的优缺点;提出了一种结合载波移相PWM和最近电平逼近调制的MMC优化均压策略。该优化均压策略可快速有效地控制MMC子模块电容电压平衡,同时保证电网电流谐波含量低的特性。文章通过Simulink仿真,验证了所提出的电力电子变压器优化均压控制策略的有效性。     

关于变压器经济运行最低负荷率问题

<正> 电力变压器长期不合理的轻载运行,即通称的“大马拉小车”,使变压器容量得不到充分利用,效率降低。然而要避免“大马拉小车”,即确定不同技术参数变压器经济运行的最低负荷率,须经过具体分析。本文提出了确定变压器经济运行最低负荷率的技术标准和分析方法,供参考。     

电力电子变压器研究综述

电力电子变压器在兼备传统电力变压器的同时,具有优化配置各种电源、改善供电质量、控制功率潮流和提高系统稳定性等功能,是未来配电网实现电力变换与控制的主要载体之一。介绍了电力电子变压器的工作原理、拓扑结构、控制策略,并结合未来智能配电网对电力变换与控制的需求,对电力电子变压器的发展进行了展望。