ZVS双向DC-DC变换器在超级电容能量回收中的研究

针对超级电容器能量回收系统采用硬开关电路存在损耗大的问题,研究了一种基于谐振的双向DC-DC软开关拓扑结构,该拓扑使用四个功率开关管实现功率双向流动,通过开关管的零电压(ZVS)导通,减小了开关损耗。分析了变换器在Buck和Boost模式下的工作模态,并推导了稳态工作时的基本方程。建立了20V/100V、240W双向DC-DC变换器的仿真模型,研制了实验样机,对变换器的工作模式进行了仿真和实验,仿真和实验结果表明变换器的效率可达到95%以上。     

微网友好接入的柔性变流器并网接口控制方法

针对微网友好接入对高性能并网接口的需求,提出了一种新型的柔性变流器并网接口。为了使该并网接口有效地工作,给出了基于瞬时无功功率理论的电流检测方法,深入研究了柔性变流器并网接口直流侧电压和定无功功率控制方法;此外,基于加权电流反馈的思想,提出了谐波和不对称电流综合补偿的滞环电流控制方法。最后应用Matlab/Simulink进行了仿真,仿真结果进一步验证了使用所提并网接口与控制策略实现微网友好接入的有效性和可行性。     

Zero-current Switching Series Resonant High-voltage DC-DC Converter with Series-connected Primary Windings of Center-tapped Transformer

Abstract—This article proposes a novel zero-current switching series resonant inverter-fed voltage multiplier based high-voltage DC-DC converter. The series resonant inverter in the proposed topology has two power switches (insulated-gate bipolar transistors), two resonant capacitors, and only one high-voltage transformer with center-tapped primary windings. The power switches are connected in the form of a half-bridge network. The leakage inductances of the transformer's primary windings together with resonant capacitors form two series resonant circuits. The series resonant circuits are fed alternately by operating power switches with an interleaved half-switching cycle. The secondary winding of the high-voltage transformer is connected to a voltage multiplier circuit to rectify and boost the voltage. The converter operates in discontinuous conduction mode, and its output voltage is regulated by pulse-frequency modulation. Therefore, all the power switches turn ON and OFF at the zero-current switching condition. The main features of the proposed converter are lower power loss, less cost, and smaller size compared to previously proposed series resonant high-voltage DC-DC converters. The experimental results of a 130-W prototype of the proposed converter are presented both for dynamic and steady-state operation. The results confirm the excellent operation and performance of the converter.     

±1100kV特高压直流换流阀能量泄放过程及相关影响因素

换流阀是实现高压直流输电的核心设备,在闭锁检修过程中换流阀残留能量泄放时间直接影响着故障后恢复供电时间长短,对电网运行可靠性具有重要意义。根据换流站的实际结构,搭建单极直流输电系统EMTDC/PSCAD仿真模型,对换流阀中各关键元件的电场和磁场能量泄放过程进行了研究,并对换流站残余能量主要的影响因素进行分析。研究结果表明：晶闸管吸收电容储存的电场能是换流阀闭锁后阀厅残余能量主要来源,该部分能量衰减时间大于7 s,主要泄放通道为直流出线接地开关和换流变阀侧接地开关;仅采用4把接地开关同样能够在3 s内将换流阀电压降低至36 V以下,这为下一步换流站接地开关配置方式的研究提供了技术支撑。     

换流变压器阀侧套管选型技术

换流变压器阀侧套管承接着换流变压器阀侧出线内外绝缘,是支撑换流变压器长期稳定运行的核心元件.针对在运直流输电工程中阀侧套管发生的质量缺陷和现有行业标准的不足,通过调研目前国内直流输电工程3种典型绝缘结构换流变阀侧套管的技术要点,系统归纳了换流变阀侧套管的绝缘结构设计、耐热载流能力设计及绝缘材料选择、与阀侧引线对接配套、密封结构及机械强度设计、与阀厅封堵组合、户外端金具连接匹配等6项设备选型技术要点,提出了阀侧套管排产过程的品质控制针对性措施建议.相关研究成果指导了在建直流输电工程国产化换流变压器阀侧套管的选型应用.     

三种主接线方式下柔性直流输电系统换流站内部过电压仿真

多年来柔性直流输电技术在我国一直处于理论研究阶段,近几年才开始兴建示范工程,主要采用伪双极接线方式,对于真双极接线以及混合接线方式研究较少。为对我国柔性直流技术的普及和工程应用提供参考,在PSCAD/EM TDC中搭建了两端伪双极、两端真双极以及两端混合接线的柔性直流系统详细模型,并对三种模型分别配置了避雷器保护初步方案,计算了这三种主接线模型在典型故障下换流站关键设备上产生的内部过电压以及避雷器上通过的电流和能量,计算结果可为今后柔性直流工程主接线设计、换流站绝缘配合研究以及相关设备的选型、试验等提供重要依据。     

电容换相换流器串联电容补偿度优化研究

为了探究电容换相换流器中串联电容的取值问题,建立了电容换相换流器(capacitor commutated converter,CCC)的稳态模型,并利用Matlab软件进行数学分析,探讨了串联电容补偿度与串联电容电压、阀电压、阀峰值电压、直流电流、换相重叠角、触发角、视在熄弧角和实际熄弧角之间的关系,最终给出合适的串联电容补偿度的取值范围并进行仿真验证。研究结果表明:补偿度的取值上、下限分别由阀峰值电压和实际熄弧角决定,其中阀峰值电压为主要限定因素;补偿度的可选范围涵盖欠补偿、全补偿和过补偿3种状态,且全补偿状态下CCC系统不会发生串联谐振;得出强受端系统下补偿度的可选范围为[0.92,1.4],而弱受端系统补偿度的可选范围为[0,1.08]。     

具有输入低频电流纹波抑制功能的光伏高频链并网逆变器

光伏发电系统对光伏电池输出电流低频纹波有严格的要求,而普通光伏并网逆变器通常增加滤波器容量或复杂的控制策略实现输入低频电流纹波抑制。将LCL-T谐振网络引入光伏并网逆变器,在变换器开关频率等于谐振频率时,可由谐振网络特性有效抑制光伏电池输出电流中的低频纹波。分析了光伏并网系统中电流、电压与各元件参数之间的关系,提出了相关元件参数的设计规则,并提出了相应的控制策略。实验结果表明,所提逆变器能够很好地抑制光伏电池输出电流中的低频纹波,且具有较高的效率。     

灵活互动的智能用电展望与思考

智能用电作为智能电网的重要环节,实现了电网和用户的灵活双向互动,给用电模式带来了巨大变化。文中旨在总结智能用电的关键内容,梳理智能用电的相关理论、技术和机制,分析智能用电的现状和趋势,探讨未来的研究方向,为推动智能用电发展提供借鉴和参考。首先从需求响应相关理论研究入手,研究需求侧资源的响应机理,探讨优化配置需求侧资源的途径;其次,分析智能用电灵活互动技术的实现,促进理论模型的工程应用;进而总结智能用电的商业运行模式,分析外部环境、政策配置、技术标准化等对智能用电的影响;最后讨论了智能用电在促进系统绿色运行和新技术融合等方面的延伸应用。