适用于架空线的MMC-HVDC换流站子单元拓扑系列

本文提出一系列新型故障隔离型模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)子单元拓扑结构。与全桥型MMC拓扑结构相比,使MMC柔性直流输电具备直流侧故障处理能力的同时,优化了建设成本与运行损耗。本文详细描述了几种新型拓扑结构的直流侧故障电流阻断机理,介绍了一种基于故障隔离型子单元的新型换流站拓扑思路,并搭建了单相实验样机平台,实验进一步验证了该类拓扑结构的有效性。     

电压畸变条件下软件锁相环精度提高

串联补偿设备要求在电网电压畸变的条件下,能够准确地锁住电压基波正序相位.基于瞬时无功理论的软件锁相环(SPLL)技术是目前常用的锁相方法,但该方法有一定的误差.这里设计了一个低通滤波器(LPF),能够在电网电压存在谐波、跌落、直流分量等情况下高精度地锁相,从而使串联补偿设备获得较好的补偿效果.仿真和实验证明了该方法的精...     

配电网串联补偿设备保护控制策略研究

级联H桥型的串联补偿设备在补偿配电网系统侧电压跌落时具有输出波形好、功率容量大、易于扩展等优点,但由于级联型逆变器结构和控制的复杂性,增加了器件发生故障的可能性,降低了串联补偿设备运行的可靠性。为提高串联补偿设备运行的可靠性,此处分析了串联补偿设备可能出现的故障类型,结合不同种类故障的特点,提出了一种适用于级联型串联补偿设备的故障诊断方法。该方法只需检测串联补偿设备输出侧的电压和电流,经一定的等效和计算可以诊断出故障,不受电压和电流变化的影响,计算量小,易于实现。装置连续运行中能快速诊断和切除故障,并通过改变逆变器的调制方式使串联补偿设备依旧正常工作。仿真算例及实验结果验证了该方法的可行性。     

微电网与公共电网即插即用技术研究

采用基于主控微源恒压恒频的组网控制策略,主控微源建立微电网的电压和频率,从微源以最大功率点跟踪运行.在微源组网基础上提出微电网的即插即用技术,通过对微电网中主控微源的并网过程和离网过程平滑切换控制,实现微电网与公共电网的能量交换,并保证微电网内敏感负荷上电压稳定.对微电网即插即用的各个实现过程进行了详细分析,并对即插即用过程进行了仿真和实验研究.结果表明微电网即插即用技术正确可行,对本地敏感负荷影响较小,易于硬件实现.     

永磁同步电机优化控制

为了推进永磁同步电机在实际工程领域的应用,通过Matlab软件搭建了基于滑模变结构的永磁同步电机控制模型.为了使控制效果更加理想,提出了一种优化的指数滑模速度控制器,并针对这种连续的速度控制器在控制系统中进行了仿真.仿真结果表明,控制效果得到了很大改善.     

具有故障隔离能力的新型MMC子模块及混联桥臂拓扑

针对半桥型模块化多电平换流器不具有直流故障阻断能力,柔性直流输电架空线方案存在较高暂态故障率问题,首先提出了一种三电容钳位型双子模块(TCDSM)拓扑。该拓扑与现有钳位双子模块相比,改善了基于钳位双子单元模块柔性直流输电直流侧短路反向电流故障隔离能力。然后,详细介绍了TCDSM拓扑的工作原理和性能分析,并提出了一种新型混联型桥臂换流站方案。新提出的混联型桥臂方案与钳位双子模块和半桥子模块组成的混联型桥臂方案相比,在不牺牲阻断能力的前提下,运行损耗基本相当,初始建站成本更低,从整体上优化了换流站建设成本。最后,通过仿真和实验结果验证了该拓扑及新型混联型桥臂方案的可行性。     

基于无功功率流的UPQC协调控制策略

针对统一电能质量调节器UPQC常规控制中,其串并联变流器功能相对独立、利用率低的问题,提出基于无功功率流的UPQC协调控制策略。应用所设计的UPQC系统结构,协调分配UP-QC串并联变流器的无功功率输出,控制串联变流器输出电压向量垂直相应的电流向量,控制并联变流器输出电流向量垂直相应的电压向量,有效消除了有功环流的影响。特别针对电网侧没有电能质量问题时,控制串联变流器继续输出无功功率,充分发挥两变流器的无功补偿功能。理论推导UPQC系统功率流的关系,并仿真实验分析提出的控制策略,结果表明该控制策略解决电能质量问题的同时,实现了UPQC串并联变流器功率的合理分配。