基于柔直换流阀模组配水仿真和试验研究

:首先以某柔直工程为研究对象,进行了柔直换流阀塔配水系统设计。其次对配水的均匀性进行了仿真研究,各模组流量在16.5 L/min左右,流量偏差率为3.9%,流量不均匀度为1.9%,各模组流阻在160 kPa左右,流量分配均匀。最后搭建了阀塔,测试了阀塔各模组的流量,流量在16 L/min左右,流量偏差率为4.2%,不均匀度为2.2%,流量分配均匀,仿真值和实测值较接近,最大偏差为3.1%。仿真和测试规律吻合：远离主进水管的模组流量要小于靠近主进水管模组流量,同一层呈现逐渐下降的趋势。由此可知,仿真计算可靠,可用于指导设计。     

模块化多电平换流阀模块级等效运行试验研究

模块化多电平换流器(MMC)通过标准功率模块(SM)的串联实现高压大容量化,且避免了器件的直接串联,降低了制造难度,具有开关频率低、效率高、输出特性好、可扩展性强等优点,己成为当前柔性直流输电系统中换流阀的首选方案.MMC因其大功率、高电压、强电流的特点,导致在试验环境中很难构建与实际工程相同的全载电路进行试验.因此,设计适当、有效的试验方法和装置来获得能代表实际运行条件的关键应力显得尤为重要.这里首先分析了MMC系统功率模块试验电路的工作原理,然后提出了一种主动充电策略及功率对推控制策略,最后在此基础上对某工程上的功率模块进行了充电试验和功率对推试验.该试验电路简单易行,能模拟MMC功率模块实际运行中的电压、电流和温度应力,特别适合模块样机研制阶段对单模块进行测试.     

兼融冰功能的地铁能馈系统控制策略研究

地铁接触网覆冰会导致受电弓无法正常取流,甚至导致受电弓损害或断裂,严重影响列车的安全准点运行.此处提出了一种兼有融冰功能的地铁能量回馈系统,首先分析了地铁能量回馈系统融冰功能的工作原理,然后针对融冰过程中系统可能出现的过调制及过负载提出了相应的控制策略,最后通过RTDS仿真模型验证了兼融冰功能的地铁能量回馈系统以及控制策略的正确性.     

混合式高压直流断路器控制保护系统

直流断路器作为柔性直流电网的关键设备,用于故障快速隔离和恢复,大大提高了直流电网的安全性和可靠性。文中基于混合式高压直流断路器,详细研究了其控制保护架构和控制保护策略。首先设计了"冗余双重化"控制系统架构和"三取二"保护系统架构,具有架构层级清晰和功能分配明确等特点;然后给出了混合式直流断路器的分闸和合闸控制策略,并详细设计了本体过流保护策略、本体设备保护策略和辅助设备保护策略;最后研制了一套500 kV/25 kA混合式高压直流断路器的控制保护系统,并通过实时数字仿真系统(RTDS)进行仿真研究,结果验证了控制保护系统及其策略的正确性和有效性。     

新型软起动控制器的应用

随着电力电子器件的发展,软起动器将在更多的场合得以应用,其中与工艺要求相配合的控制方式更是今后软起动器控制技术的发展趋势。     

基于级联多电平换流器的两级式储能系统控制策略

储能技术是构建以新能源为主体的新型电力系统的关键技术和维持微网可靠稳定运行的重要保证。国内外现有理论研究及示范工程主要集中于单级式链式储能系统,功率模块与电池系统之间无源连接,结构简单但控制自由度不高。同时,针对基于链式储能的电池荷电状态(state of charge,SOC)不均衡问题,现有的相内SOC均衡控制策略存在不同负载率适应性不足、极度不均衡时可能过调制等缺点,为此,文中基于两级式链式储能系统,研究其总体控制策略,对相间、相内SOC均衡策略进行分析,并提出一种自适应的相内SOC均衡策略,详细说明均衡控制参数的设计原则。该策略能有效地改善链式储能系统在轻载、重载等不同工况下的适应性和均衡效果。最终通过仿真验证了所提控制策略的可行性和有效性,从而为工程实施提供理论储备和技术支撑。     

MMC子模块母排的电动力计算与试验研究

当子模块内部发生直通短路故障时,母排上将流过短路电流,从而在母排上产生极大的电动力,可能造成母排永久失效。在此以半桥子模块(HBSM)为例,首先,详细分析了母排在3种直通短路故障下的电流通路。其次,建立了子模块母排的有限元仿真模型,求解了各部分母排在故障工况下的电磁分布与电动力水平。最后,为了验证母排在故障下的耐受能力,设计了相应的试验电路,以最恶劣工况为例,试验结果表明,所设计的子模块母排结构安全可靠。     

模块化多电平换流阀可靠性研究与设计优化

模块化多电平换流阀(modular multi-level converter,MMC)作为统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)系统中的关键设备,其运行的可靠性直接影响到整个系统的安全稳定运行。采用k/n(G)可靠性模型描述方法,清晰地描述了换流阀可靠性与各种冗余度之间的关系,定量计算了500 kV苏南UPFC换流阀的可靠性指标,并对换流阀可靠性进行了优化设计,满足500 kV苏南UPFC工程要求,并为UPFC换流阀冗余度设计和优化提供了参考依据。     

换流阀子模块IGBT短路测试系统分析与设计

绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)是换流阀子模块的核心器件,研究其抗短路能力对于提高换流阀可靠性具有重要意义。根据模块化多电平换流阀的运行机理,设计了一种换流阀子模块IGBT短路试验回路与系统,进行了换流阀在稳态运行下IGBT短路故障试验,从而实现对IGBT的稳态应力和短路故障下的暂态应力综合考核。最后通过试验平台进行验证,结果表明所提试验回路和系统的正确性。     

混合式高压直流断路器试验技术

混合式高压直流(HVDC)断路器是电力电子结合机械开关技术领域新型的高端电力装备,迄今为止其电气试验尚没有可以参照的国际或国家标准。为此,深入分析了混合式高压直流断路器的极限工况,梳理了快速机械开关、主支路阀组以及转移支路阀组等关键构成部件的电气应力,提出了能够全面考核整机电磁、热与机械等性能的运行试验和绝缘试验项目,并完成了试验系统的搭建。研究结果表明:所研制的世界首台535 k V电压等级混合式高压直流断路器样机及其关键部件在搭建的试验系统中完成了所提出的各项试验,最大开断电流为25k A,开断时间小于3 ms;针对性提出的试验方案和实现技术能够充分在实验室内考核混合式高压直流断路器的各项指标;试验结果证明了方案的正确性和可行性。该研究为未来混合式高压直流断路器相关试验检测标准的制定奠定了基础。