一种模块化多电平换流器的子模块优化均压方法

模块化多电平换流器(MMC)的子模块(SM)电容电压均衡问题是MMC工程应用急需解决的难点之一。文中针对采用电容电压进行排序,根据电流方向触发导通的传统电压均衡方法进行了改进和优化,引入了双保持因子,降低SM的开关频率,以减小开关损耗。同时,还通过引入能量均衡因子,使SM间的能量保持相对平衡,在保证换流器正常运行的前提下,对桥臂SM采用分组排序的均压策略,从而达到减小排序运算量,提高SM电容电压排序速度的效果。最后,通过在PSCAD/EMTDC下搭建11电平的MMC仿真模型,对所提出的方法进行了验证,仿真结果证明了所提出的优化均压方法的正确性和有效性。     

一种新型模块化多电平换流器子模块拓扑

模块化多电平换流器（MMC）采用模块化设计,通过调整子模块的串联个数可以实现电压及功率等级的灵活变化,其普遍子模块（半桥、全桥结构子模块）的输出为0、1两种电平。提出了一种新型模块化多电平换流器子模块拓扑结构并介绍了其工作原理。该种子模块可以输出0、1、2三种电平,与原有的半桥结构相比,在输出同样电平数的情况下,该新型拓扑可以节省25％的IGBT,减少了子模块的总数和换流站的占地面积。成功地将最近电平逼近调制（nearest level modulation,NLM）策略应用到新型拓扑上,并给出了相应的电容电压控制策略。在PSCAD仿真环境中搭建基于NLM的11电平两端MMC—HVDC输电系统,仿真结果表明子模块电容、直流电压和谐波均满足要求,验证了所提拓扑和控制策略的正确性与有效性。     

一种能够阻断直流故障电流的新型子模块拓扑及混合型模块化多电平换流器

针对常规半桥型模块化多电平换流器无法隔离直流故障电流的问题,提出一种新型的应用于模块化多电平换流器的自阻型子模块拓扑,并列出自阻型子模块的4种结构。这4种类型的自阻型子模块在隔离直流故障电流时,需要同时闭锁IGBT的触发脉冲。为了降低触发同时性的要求,进一步提出无需同时闭锁IGBT触发脉冲的2种增强自阻型子模块拓扑。模块化多电平换流器技术(modular multilevel converters,MMC)的全部子模块采用增强型子模块时所使用的电力电子器件较多,为了进一步减少MMC中电力电子器件的数量,提出一种由增强型子模块和常规半桥子模块构成的混合型MMC。PSCAD/EMTDC下的仿真研究表明,所提出的自阻型子模块、增强型子模块及混合型换流器能有效隔离直流故障。相比于常规半桥型MMC,该混合型MMC仅需提高25%的IGBT即可具备隔离直流故障电流的功能,因此具有良好的工业应用价值。     

模块化多电平换流器阀段运行试验方法研究

本文研究了现有的柔性直流输电系统中模块化多电平换流器的阀段运行试验方法。分析了死区效应产生的影响,并基于此给出了阀段的调制电压幅值和相位的计算方法。分析了运行试验回路中二倍频电流的成因,推导了其幅值大小的计算方法,提出了二倍频电流分量的控制方法并通过了试验验证。     

电压源换流器高压直流输电换流阀的试验方法

对柔性直流换流阀进行型式试验可保证其安全可靠运行,型式试验通常采用等效试验的方法。介绍了串联阀和模块化多电平换流器阀2种柔性直流换流阀的结构,指出阀试验方法研究应包括试验对象分析、应力分析、应力数学模型的建立、试验要求及试验内容分析、等效试验方法研究等,并针对上述2种柔性直流换流阀试验方法的各项内容进行了研究,以期为可关断器件阀等效试验的理论研究奠定基础。     

火电机组全工况自动RB控制策略的研究与应用

火电机组RB（Runback,辅机故障减负荷）功能是机组在高度自动化运行方式下的重要安全保障。通过对RB功能在各种边界条件下的实现方法与保障措施的分析与研究,提出了全工况自动RB控制策略;针对不同调节方式的辅机系统以及具有特殊特性的外围系统提出相应的联动功能回路,提高RB工况的运行稳定性,降低跳机风险;利用备用设备的自动投用方式,提高RB功能的目标负荷与动作成功率;控制策略在各运行机组的实际应用中取得了满意的效果。     

一种优化的模块化多电平换流器电压均衡控制方法

模块化多电平换流器(MMC)的各个子模块间的电压均衡问题,是MMC拓扑的难点之一.本文在采用最近电平调制方式的基础上,对按子模块电容电压排序后,根据桥臂电流方向直接选择相应子模块触发的传统电压均衡方法进行了改进,引入子模块间最大电压偏差量,有效避免了因排序算法导致的同一IGBT不必要的反复投切现象,从而在保证各子模块电...     

一种柔性直流输电换流器调制方法研究

围绕柔性直流输电换流器调制方法,选择载波移相脉宽调制技术为研究核心,通过数学推导的方式解析了其调制特点,运用Saber软件描述CPS-SPWM调制方式,说明其合成原理和提高多电平等效开关频率的作用,通过对比选择DSP芯片,提出并分析了基于TMS320F28335的CPS-SPWM实现方法,以模块化多电平换流器为实验对象,给出了具体的操作方法。实验结果表明,基于F28335的CPS-SPWM实现方法具有较好的输出效果,在换流器装置中具有良好的可行性。     

一种新型模块化多电平换流器电平数倍增方法研究

文章提出了一种新型的模块化多电平换流器拓扑结构。在传统模块化多电平拓扑结构的基础上,用3个新的子模块替换掉原桥臂上的一个常规子模块,新子模块电容值为常规子模块电容的2倍。并且提出了相应的控制策略,新子模块电容电压为传统子模块电容电压的一半,可以将桥臂电压的电平数由N+1提高至2N+1。并在此基础上采用改进型最近电平调制策略,最终将交流侧相电压电平等级提高至4N+1。同时在MATLAB/Simulink环境下,根据提出的拓扑结构和控制策略搭建了系统仿真模型。仿真结果表明,该方法在子模块较多的情况下能有效降低硬件成本、提高供电质量。     

三相线电压级联多电平变换器原理及仿真研究

级联多电平变换器以其良好的性能在电力电子变换领域有着广泛的应用,但目前仅有单相串联结构,不易直接应用与三相系统。为研究三相线电压级联多电平变换器,结合单元串联多电平变换器原理,提出了一种三相线电压级联多电平变换器的拓扑结构及其相应的控制方法,并进行了仿真研究。结果表明,这种模块化的结构构具有提升电压等级、降低总谐波次数THD的功能,与单元串联多电平变换器相比,能够节省开关管个数及独立直流电源个数,适合在高压大功率场合使用。     

级联双向变换器在多能源变流器中的应用

纯并网型分布式发电已不能满足用户降低用电成本的需求,多能源变流器(multi-source converter,MSC)作为分布式发电的有效组织和管理装置,正逐渐被用户接受,其中,蓄电池用双向变换器作为核心部分,需满足宽电压输入、高升压比及隔离、高转换效率等技术要求,是MSC设计的难点之一。该文基于buck/boost双向电路和双向LLC电路级联方案对蓄电池用双向变换器进行了设计,首先对拓扑组合和工作原理及其特点进行了分析,并推导了谐振频率下双向LLC电路的小信号模型;然后,结合电压、效率等指标,对变换器的中间电压、LLC谐振网络等电路参数进行了优化设计;最后,采用实验验证了该级联双向变换器设计的正确性与可行性。     

H桥单元串联型多电平中压变频器

中压交流电机驱动的泵与风机采用变频调速控制可以节约大量能源.简单介绍H桥单元串联型多电平中压变频器的原理及实现方法,阐述数字控制系统的组成及功能,功率单元本地控制器的组成、功能及设计时应注意的问题,以及控制软件和监控软件功能.给出有关的仿真波形和实测波形.最后探讨与变频器研制相关的若干问题.     

柔性直流换流阀改进运行试验方法

为了实现对柔性直流换流阀更准确的综合应力考核,针对换流阀中含有二次环流等分量的阀电流,提出了柔性直流换流阀改进运行试验方法,可满足不同功率等级下柔性直流换流阀含有不同特征电流运行工况的试验要求。首先,对柔性直流换流阀的典型运行工况进行了应力分析,重点分析了换流阀的电流特征;其次,结合应力分析,考虑到实际工程中换流阀运行时未投入环流抑制时的桥臂电流中包含较大的二倍频分量的工况,在柔性直流换流阀的阀段试验装置和不增加试验成本的基础上,通过调制控制策略,提出了针对含二次环流分量的阀电流应力和电压应力考核的试验方法,并阐述了其运行机理;最后,搭建了实际的试验系统,并进行了验证。试验结果表明,该柔性直流换流阀改进运行试验方法具有可行性和有效性。     

整流器混合式级联多电平变频器功率单元配置

在级联多电平变频器中,将部分功率单元的二极管整流器替换为PWM整流器,能够以较低的硬件成本实现能量双向流动。通过分析感应电机及其负载产生再生能量的特征,以及整流器混合式级联多电平变频器的回馈容量与PWM整流器配置参数的数学模型,建立感应电机再生能量与PWM整流器配置的映射关系。基于此提出整流器混合式级联多电平变频器的功率单元配置设计方法。仿真和实验结果验证设计方法的有效性。     

MMC柔性直流换流站无功级联控制策略

模块化多电平换流器(MMC)可独立解耦调节有功、无功功率,使得柔性直流换流站具有在交流系统电压跌落工况下提供无功支撑的潜能。提出了MMC柔性直流换流站无功级联的控制策略,即将定交流电压控制和定无功控制级联,其中定交流电压控制包括桥臂电流辅助控制环节,并在故障清除后瞬间进行积分环节清零重置控制。以中国张北±500 kV四端柔性直流电网工程为例进行了仿真验证,结果表明相对于传统的定无功或定交流电压控制方式,柔性直流换流站无功级联控制方式可以兼顾电网稳态无功调节和暂态无功支撑等需求,快速平稳地输出无功功率,能在保证MMC设备安全的前提下提供暂态无功支撑,并缓解故障清除瞬间可能发生的暂态交流过电压。     

三相线电压级联VIENNA变换器原理及仿真分析

提出一种能量单向传输的、能在高压下完成单位功率因数整流的三相线电压级联VIENNA变换器拓扑,此新型变换器可作为新一代高频隔离中高压变压变频器的整流级。分析了该拓扑的工作原理及向更高级数拓展的方法,提出了相应的控制策略,并进行了仿真研究。理论分析和仿真结果表明,所提新型变换器拓扑在合适的控制策略下,可以具有很高的功率因数和很低的总谐波畸变THD;可以始终保持各模块直流输出电压均衡一致性。与传统级联变换器相比,可大大减少全控器件个数和耐压值,从而使得控制复杂度和成本均得以降低。     

H桥级联型多电平高压变频器的断路故障分析

H桥级联型多电平高压变频器具有良好的技术发展前景。介绍了它的工作原理,从理论上分析了在两种工况下出现断路故障后变频器的运行状态,最后利用PSIM软件仿真验证了理论分析的正确性。从而为采取相应的保护措施提供了可能性,对于高压变频器的产品研发也具有一定的指导意义。     

基于H桥级联变流器的功率单元设计

针对多电平功率变换电路在中压、大功率应用场合因其所具有的良好性能而获得广泛地关注的情况,简单介绍了多电平变换器的种类,及H桥级联结构的优点,并完成了基于H桥级联变流器的功率单元的硬件电路及软件设计。文中详细介绍了硬件电路各主要部分所采用的芯片及实现的功能,并进行了相关实验验证。该功率单元选择CPLD作为核心控制芯片,可...     

基于两电平级联的柔性高压直流输电控制策略研究

介绍了多种换流器结构在柔性高压直流输电系统（VSC-HVDC）中的应用,阐述了基于两电平级联结构的换流器拓扑结构及工作原理,在此基础上提出相应的调制方式和系统控制策略,并建立了仿真模型对控制策略进行验证.