霍尔电流传感器数学模型及其非线性传变分析

柔性直流系统发生极间故障,电流上升快,持续时间短,给电流传感器正确传变带来了极大的挑战,继电保护必须考虑电流传感器不能正确传变带来的影响。直流系统广泛采用霍尔传感器对电流进行变换,霍尔传感器在极限工况下存在非线性过程。介绍了闭环霍尔电流传感器各部分包括磁电转换部分、电压放大部分、以及反馈补偿电路的工作原理,考虑了铁芯、运算放大器以及三极管存在的非线性特征,建立了带非线性传变环节的数学模型,并在PSCAD数值仿真平台上建立了数值仿真模型。通过数值仿真,分析了闭环霍尔电流传感器各个饱和环节对电流传变的影响及电流发生畸变后的变化特征。     

混合式MMC直流侧短路工况下充电策略研究

特高压柔性直流系统(VSC-UHVDC)通常由混合式MMC(hybrid-MMC)以高低阀组串联的形式构成,单个MMC在线投入过程可能涉及直流侧短路的启动充电工况,其充电回路的特殊性要求针对该混合式MMC直流侧短路工况提出新的充电策略。文章分析了混合式MMC在直流侧短路工况下闭锁充电时仅全桥子模块(FBSM)被充电,半桥子模块(HBSM)无法充电的问题;提出了一种可控充电策略,通过“切除”一定数量的子模块人为改变充电回路,实现半桥与全桥子模块均衡充电;文中对上述充电策略进行了仿真验证,结果表明了该充电策略的参考价值。     

CLLLC谐振变换器最优三脉冲间歇控制

CLLLC谐振变换器通常采用传统变频调制(FM)方式,然而在变换器处于轻载状态时,会产生输出电压漂高、增益不单调、运行效率降低的问题.为解决这些问题,在详细分析MOSFET寄生电容对CLLLC谐振变换器工作模态和电压增益特性影响的基础上,提出了一种最优三脉冲间歇控制方法.通过时域分析计算结果能够准确给出首脉冲宽度,解决了变换器轻载下的问题,显著提升了变换器的运行效率.最后搭建了一台最大输出功率150 W、输入电压80 V、输出电压20～75 V的实验平台,通过实验分析了轻载时的增益曲线,通过PSIM9.0仿真模型对所提控制方法的高效性和稳定性进行了验证.     

一种适用于LCC-LCC+FBMMC串联混合型直流输电系统的启动策略

文章中的串联混合型直流输电系统的整流侧采用电网换相换流器(line commutated converter,LCC),逆变侧采用LCC与全桥型模块化多电平换流器(full bridge submodule based modular multilevel converter,FBMMC)。首先,建立了该混合型直流输电系统的数学模型,为了保证系统的安全稳定启动,设计了相应的协同控制策略,并提出了一种适用于整流侧采用LCC与逆变侧采用LCC与FBMMC(line commutated converter-full bridge submodule based modular multilevel converter,LCC-LCC+FBM M C)的串联混合型直流输电系统的3阶段启动策略:第1阶段,先将整流和逆变侧的LCC闭锁,逆变侧的FBMMC带限流电阻进行不控充电以建立部分直流电压;第2阶段,将限流电阻旁路,并解锁逆变侧FBMMC,在定直流电压控制器作用下使FBMMC直流电压充电至额定值;第3阶段,解锁两侧的LCC,在整流侧定直流电流和逆变侧定直流电压控制器作用下,系统直流电流和直流电压逐渐上升至额定值,至此启动过程完成。最后,在PSCAD/EMTDC仿真环境下建立LCC-LCC+FBMMC串联型混合直流输电系统的仿真模型,验证了所设计的混合直流输电系统启动策略的有效性。     

基于Simplex算法的LCC-LCC+FBMMC串联型混合直流输电系统的参数优化方法

整流侧采用电网换相换流器(line commutated converter,LCC),逆变侧采用LCC与全桥型模块化多电平换流器(full bridge submodule based modular multilevel converter,FBMMC)串联的混合型直流输电系统,具有直流故障穿越、换相失败抑制及潮流灵活反转等技术优势,是一种适于未来远距离大容量架空线输电场合的混合直流输电拓扑结构。控制器参数的合理优化选取是保证系统优良运行性能的前提条件。首先建立了LCC-LCC+FBMMC串联型混合直流输电系统的数学模型,在此基础上提出了一种基于Simplex算法的参数优化方法,构造了基于控制信号偏差的目标函数对该混合系统整流侧和逆变侧控制器的参数进行优化。最后,在PSCAD/EMTDC仿真环境下搭建了LCC-LCC+FBM M C串联型混合直流输电系统仿真模型,针对有功功率阶跃、潮流反转、交流侧三相接地短路故障和直流侧接地故障4种不同工况,仿真验证了所提优化方法的有效性。结果表明基于所提优化方法得到的控制器参数,可以有效改善LCC-LCC+FBMMC串联型混合直流输电系统在不同工况下稳态和暂态运行特性。     

浙江电网特高压直流输电工程保护闭锁策略

直流输电系统一旦发生故障,需要执行保护动作策略快速隔离,通过对特高压直流工程直流保护功能中的换流阀闭锁逻辑全面说明和总结,介绍了特高压直流工程故障隔离的一般措施,详细分析了宾金直流工程和灵绍直流工程的各种闭锁类型,在检测到相关故障的情况下,通过不同的闭锁策略,获得更快速更安全的停运效果,防止故障的进一步扩大,以减轻对设备和电网的冲击。对2个工程较为全面的综述和异同点的对比,给直流输电相关工作者提供参考。     

向微网供电的级联换流器均压控制策略

直流侧串联交流侧并联的级联换流器拓扑目前是中低压小容量场景下输电系统换流器的较优选择,针对级联换流器直流侧电容均压问题,以级联换流器的数学模型为基础,提出了一种可以向全/高比例新能源微电网供电的具备均压功能的级联换流器控制策略,包括均压定电压/频率控制和均压优化下垂控制,并根据混合势函数理论分析了所提控制策略的大信号稳定性,给出了控制器的参数设计要求。相比传统均压策略,提出的策略不仅能参与系统的频率控制/调节,均压优化下垂策略还能免去模块间的数据通信。仿真结果表明,所提策略能在稳态和各种故障工况下实现均压功能,实现了对全/高比例新能源微网的频率调节,保证系统频率不超出安全阈值。     

基于结温计算的换流阀可靠性分析

模块化多电平变流器(MMC)广泛应用于高压直流(HVDC)输电工程中,其中换流阀的可靠性成为柔直工程中关注的重点.而作为换流阀的核心器件,绝缘栅双极型晶体管(IGBT)的可靠性成为换流阀可靠性研究的关键.在IGBT工作过程中,结温过高是其损坏的重要原因之一,因此有必要进一步研究影响IGBT结温的关键因素.在此首先基于温敏参数法,建立了IGBT的瞬态热阻抗模型,并分析了不同工况下热阻抗模型参数.其次,基于数值计算模型并考虑了环流成分,提出了更精确的换流阀核心器件IGBT在不同工况下损耗的理论计算方法.接着,基于热网络法阐释了IGBT结温的计算方法.最后,根据提出的损耗和结温计算方法,并基于实际工程,计算并分析了在不同工况下MMC换流阀中IGBT的损耗和结温.     

火电机组有功功率变送器应用分析

对火电机组常用的模拟式功率变送器进行了暂态特性分析,发现各种型号的模拟式功率变送器均不具备良好的暂态性能,在电网发生故障或扰动时其输出信号将发生畸变,可能导致机组汽门误动作。通过分析指出了响应时间过长与内部小电流互感器(TA)饱和是模拟式功率变送器输出波形畸变的原因。介绍了一种新型的功率变送装置,对功率变送器应用及改造中存在的问题进行了分析,指出当机组DEH系统中含有汽门快关功能时,须用新型的功率变送装置替代传统的功率变送器,以解决汽门快关误动作问题。