分频输电系统交-交变频器触发脉冲实时生成方法

分频输电是一种适用于大规模风电接入系统的新型输电方式,其核心部件为交一交变频器.当分频输电系统用于风电并网时,系统对交一交变频器提出了尽量减少谐波含量和低频侧频率可随风速变化2点要求.为了适应这一要求,文中提出一种利用多指针法实时生成交一交变频器触发脉冲的方法.该方法避免了传统余弦交点法中需要实时计算三角方程的问题,同时解决了直线近似余弦交点法中谐波偏大和离线计算时低频侧输出电压频率无法变化的问题.文中对该算法进行了详细的推导,并给出了硬件电路和程序框图.实验结果表明,该方法可在无需增加存储数据的情况下实现脉冲实时触发,且低频侧电压频率可实时变化,精度满足工程需求.该方法硬件电路简单,易于在工程中加以应用和推广,并可在分频输电系统中加以利用.     

西门子交-交变频器传动系统故障及处理

交—交变频器主要应用于低转速、大容量的场合，例如热轧、冷轧轧机的主传动等。宝钢1420冷轧厂酸轧机组的五机架及卷取机的主传动采用了西门子的交—交变频器传动系统。作者根据对现场传动系统的维护经验和处理故障的体会，介绍了交—交变频器传动系统的诊断功能，常见故障分析和处理方法；着重描述了开关合闸条件，故障等级分类，传动系统过流，晶闸管桥臂监控，断态电压检测，晶闸管劣化，三相电流不平衡，脉冲发生器故障现象及其解决方法。对维护类似的变频器有一定参考作用。     

基于模块化多电平的柔性直流系统故障稳态特性分析

直流故障稳态特性对直流电网设计、保护配置以及一次设备选型等具有重要意义。针对模块化多电平的柔性直流系统,考虑了桥臂电抗对两极短路故障不控整流稳态运行期间换相重叠的影响,分析了可能出现的换相重叠角范围及各自对应的故障场景。针对不同的换相重叠角范围,分析了相应的桥臂导通工作情况,并据此推导出直流故障后稳态阶段直流电流、电压、桥臂电流、交流电流的精确计算公式。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了基于模块化多电平的柔性直流输电系统模型,通过不同故障距离的仿真算例验证不同换相重叠角范围下理论计算的准确性。     

可实现低频输电系统不对称故障穿越的M3C电容电压均衡控制策略

低频输电作为一种新型输电技术，在海上风电送出、新能源场站送出等多个场景具有良好的应用前景。但在不对称故障下，故障侧功率不对称将严重影响模块化多电平矩阵变换器(modular multilevel matrix converter, M3C)的电容电压均衡，对低频输电系统安全稳定运行产生不利影响。为此，提出了一种可实现低频输电系统不对称故障穿越的M3C电容电压均衡控制策略。首先，介绍M3C的系统结构及双αβ0数学模型，并分析不对称故障下电容电压不均衡的原因。然后，基于双αβ0数学模型针对输电线路不对称故障情况计算桥臂功率不均衡分量的表达式，通过M3C功率平衡关系引入电流补偿分量，消除桥臂功率的不均衡，并得到适用于不对称故障的环流控制目标，进而通过环流控制实现故障下M3C电容电压的均衡。最后，搭建基于M3C的低频输电系统仿真模型验证所提控制方案的可行性和有效性。     

含分频风电的电力系统机电暂态计算方法以及暂态特性分析

对含分频风电的电力系统机电暂态计算方法以及暂态特性进行了分析。首先,建立了交交变频器的准稳态模型,该模型反映了暂态过程中变频器两侧的电压、功率关系。其次,提出了含分频风电的电力系统暂态稳定算法。该算法将交交变频器准稳态模型与低频、工频两侧的网络方程相连得到系统网络代数方程。同时,利用交替迭代法对系统微分—代数方程组进行求解。最后,对含分频风电的电力系统的暂态稳定特性进行了分析。分析结果表明,由于低频侧电抗仅为工频系统1/3左右,故障时低频风力发电机转速响应的阻尼高于同距离的工频系统。同时,当低频侧故障时交交变频器对工频侧发电机的振荡具有明显的抑制作用。     

MMC-HVDC系统换流器桥臂短路故障暂态特性分析

桥臂短路故障是模块化多电平换流器型高压直流输电(MMC-HVDC)系统中的严重故障。在换流器不闭锁和闭锁这2种情况下对桥臂短路故障的暂态特性进行分析:针对换流器不闭锁的情况,对两端换流器的桥臂电气量暂态特性进行较为全面的阐述,重点分析了桥臂短路电流的组成;针对换流器的闭锁情况,建立了桥臂短路电流通路的电路模型,推导了桥臂短路电流的解析表达式,分析了系统交直流侧电压电流的动态变化过程并给出了桥臂短路故障的保护配置方案。基于PSCAD/EMTDC搭建双端MMC-HVDC仿真模型,仿真结果验证了理论分析的正确性和保护配置的有效性。对桥臂短路故障暂态特性进行分析可为MMCHVDC系统换流器保护区的保护配置方案提供参考。     

基于Matlab的交-交变频器性能分析

为了分析交-交变频同步机系统运行时埘电网电能质量的影响,我们针对重钢中板厂粗轧机交-交变频同步机系统的运行情况进行了一些分析研究。本文介绍了基于Matlab的交-交变频器带不同负载的建模与仿真。对交-交变频器输出电压及输出电流进行了谐波特性分析,指出了输出频率、输出电压比、“死区”对交-交变频器的影响,介绍了一种有效的零电流检测方法。并且对该系统在不同负载情况下的运行特性进行了简要分析。     

伪双极MMC-HVDC系统联接变阀侧中性点电阻参数设计

针对模块化多电平换流器高压直流输电MMC-HVDC(Modular Multilevel Converter based HVDC)直流单极接地故障暂态特性研究,提出了联接变阀侧中性点经电阻接地的伪双极MMC-HVDC系统发生直流单极接地故障时换流器电容放电的简化模型。将与故障极相连的三相桥臂电容放电回路等效为3个独立的RLC二阶零输入放电回路,从而简化了换流器电容放电与中性点故障电流的分析过程。基于简化模型分析得到的桥臂故障时刻导通子模块电容电压与中性点故障电流计算公式,研究了联接变阀侧中性点电阻参数设计与电容电压放电水平及控制保护系统闭锁换流器延时时间的配合关系,提出了中性点电阻的参数设计原则。最后,针对鲁西背靠背异步联网工程,在搭建的控制保护系统与RT-Lab形成的硬件闭环系统功能性试验平台上,验证了所提联接变阀侧中性点电阻参数设计原则的有效性。     

MMC-HVDC系统冗余容错模型预测控制

当模块化多电平换流器柔性直流(modular multilevel converter-high voltage direct current,MMC-HVDC)输电系统子模块发生故障时,上、下桥臂处于不对称运行状态,此时会导致上、下桥臂子模块输出电压之和不均衡,造成换流器内部环流不仅含有二倍频负序分量,还增加了基频分量,导致直流侧电流波动。基于MMC桥臂子模块不对称运行时平均开关函数,阐述了上下桥臂子模块数目不对称运行时子模块数量不对称所在相上、下桥臂子模块输出电压之和,以及桥臂电流基频分量与桥臂正常运行子模块数量、环流直流分量和二倍频分量之间的关系。提出一种MMC-HVDC系统冗余容错模型预测控制策略,在实现交流电流跟踪、子模块电容电压均衡的同时,可以实现故障时对环流基频和二倍频成分的抑制,使正常运行子模块电压维持在给定值附近,维持直流侧电流稳定。仿真结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

基于Matlab的交-交变频同步机系统变频器性能分析

讨论基于Matlab的交-交变频器带不同负载的建模与仿真。对交-交变频器输出电压及输出电流进行了谐波特性分析,指出输出频率、输出电压比、“死区”对交-交变频器的影响。并且对该系统在不同负载情况下的运行特性进行简要分析。     

日钢1580mm交-交变频出现的故障及处理方法

交-交变频器主要应用于低转速、大容量的场合,日照钢铁1 580mm热连轧工程主传动采用了西门子的交-交变频传动系统。结合日照钢铁1 580mm热连轧工程及作者对现场传动系统的维护经验和处理故障的体会,介绍了交-交变频器传动系统的构成,阐述和分析了常见故障的处理方法,着重描述了R1负荷平衡的应用,以及励磁过电压、三相电压不平衡、三相电流不平衡、脉冲编码器故障现象及其解决方法。     

基于循环完善法和树状结构事故链的电网连锁故障研究

首次提出了运用循环完善搜索模式和树状结构事故链图形化表达法来分析电网的连锁故障。循环完善搜索模式可以使连锁反应事故集不断地充实完善,使电网连锁故障的全面预测搜索成为可能,进而可为运行人员及早采取正确的决策措施提供技术支持。另外,首次提出的树状结构事故链图形化表达法主要借鉴故障树分析法对树状结构事故链进行分析,可以直观地表达连锁故障事件的发展路径和最终结果,符合电网连锁故障的发展逻辑,该方法可以方便地求取导致连锁故障事件的最小割集、最小割集的发生概率以及由初始故障引发连锁反应事故的概率和各最小割集在此连锁反应事故中的重要程度,从而可以很好地反映电网的脆弱性,算例演示表明该方法具有良好的应用价值。     

单极性移相控制电压源高频交流环节AC/AC变换器研究

该文首次提出并深入研究了基于正激Forward变换器的单极性移相控制电压源高频交流环节AC／AC变换器。这类变换器由输入周波变换器、高频变压器、输出周波变换器、以及输入、输出滤波器构成。输入周波变换器将输入不稳定劣质的交流电压调制成双极性三态的高频交流电压，输出周波变换器将此高频交流电压解调成单极性三态SPWM波，经输出滤波后得到稳定优质的正弦交流电压。通过输入周波变换器右桥臂相对左桥臂的移相，让输出周波变换器功率开关在输入周波变换器输出的高频交流电压为零期间进行换流，并借助输出周波变换器换流重叠和输入电压极性选择，从而实现了变压器漏感能量和输出滤波电感电流的自然换流、输出周波变换器的ZVS开关。详细分析了这类变换器在1个高频开关周期内的12个工作模式及其等效电路，获得了变换器外特性曲线与关键电路参数设计准则。原理试验结果证实了这类变换器新概念，为实现新型电子变压器、正弦交流稳压器和交流调压器奠定了基础。     

Equivalence in Harmonics Between Cycloconverters and Bridge Converters

The similarity between a six-pulse three-phase cycloconverter operating in the circulating current-free mode and a six-pulse three-phase bridge converter is discussed analytically with regard to the rms value and the harmonics of the respective output voltages. A method is presented for calculating the rms voltage of a family of sideband frequencies which are generated in the output voltage of the cycloconverter. The results obtained from the analysis help to predict the amplitudes of subharmonics and beat frequencies with the cycloconverter and are essential for the design of the output filters. Analytical results are verified by comparison with those of experiment and digital computer simulation.     

全桥Boost型高频环节DC-AC变换器

在全桥Boost型高频环节AC-AC变换器基础上,提出将输入周波变换器变为高频逆变器,并且在输出负载与输入电源之间联接高频电气隔离反激式变换器能量回馈电路,实现全桥Boost型高频环节DC-AC变换.该变换器是由输入滤波电路、储能电感、高频逆变器、高频变压器、周波变换器、输出滤波电路依序级联构成,深入分析了其控制策略与稳态特性,并给出了关键电路参数与仿真结果.这种变换器适用于要求输入电流纹波小、负载短路时可靠性高、输出容量大、体积和重量小的逆变场合.     

双重故障模式下基于证据理论和功能组分解的N-k事故辨识方法

根据连锁故障不同阶段的特点,连锁故障可以分解为源发性故障阶段和相继故障阶段。文章分析了不同类型的保护装置隐性故障在源发性故障阶段的故障后果,指出保护拒动、断路器失灵等隐性故障在连锁故障研究中的重要性。特别针对断路器失灵故障,提出一种由源发性故障和断路器失灵故障组成的双重故障模式。并基于证据理论和功能组分解思想,给出了该故障模式下的N-k事故辨识方法。算例分析表明,双重故障模式下的N-k事故辨识与源发性故障、故障断路器以及相关母线的接线方式有关,而变电站发电厂主接线对N-1事故扩大为N-k事故有直接的影响。     

电流源高频交流环节AC/AC变换器研究

提出了基于反激F1yback变换器的电流源高频交流环节AC/AC变换器电路结构与拓扑族。该电路结构由输入周波变换器、高频储能式变压器、输出周波变换器以及输入、输出周波变换器构成，能够将一种不稳定畸变的交流电变换成问频率稳定的正弦交流电压；该电路拓扑族包括单四象限功率开关式、推挽式、半桥式、全桥式等四种电路。以单四象限功率开关式电路拓扑为例，分析研究了这类变换器工作模式、稳态原理与电压瞬时值反馈控制策略，给出了变换器的外特性曲线、关键电路参数设计准则。原理试验结果证实了这类变换器新概念的正确性与先进性。     

湖南电网连锁故障模式在线智能辨识算法研究

本文简要介绍连锁故障发展过程,对主流的连锁故障分析方法进行探讨,并提出一种基于系统危险树状结构的连锁故障模式辨识算法.此算法减小了计算求解空间,且能搜索到引发连锁故障的非共因多重故障.     

新颖的Buck-Boost高频环节AC/AC变换器

提出了Buck-Boost高频环节AC/AC变换器电路拓扑，该电路拓扑由输入周波变换器、高频储能式变压器、输出周波变换器构成。分析研究了该变换器工作模式和电压瞬时值反馈控制策略。理论分析和试验表明，该变换器具有两级功率变换(LFAC，HFAC，LFAC)、双向功率流、网侧电流波形可得到改善、负载适应能力强、音频噪音小等优点。