MMC多入多出阻抗及其在不对称小扰动稳定分析中的应用

近年来,阻抗法在模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的对称工况小扰动稳定评估中得到了广泛应用,主要采用考虑一对频率耦合的2×2阻抗模型。然而,实际运行中的MMC存在诸多不对称工况,例如桥臂参数差异、电网不平衡、动态负荷等。如何应用阻抗法对上述情况进行小扰动稳定评估却鲜有文章探讨,主要难点在于:1)多频耦合及序耦合的精确刻画;2)高阶阻抗模型的合理降维。区别于对称工况下MMC交流侧仅存在一对频率耦合,不对称工况将会导致多频耦合及序耦合,为此,有必要开发多入多出阻抗模型以考虑这些耦合项的影响。同时,为了兼顾工程实用性,需结合实际不对称场景的特征,研究多入多出阻抗模型的降维方法。因此,该文主要探讨了MMC多入多出阻抗的建模及其降维方法,具体为:基于分块对角占优理论,定量评估并提取多入多出阻抗矩阵的主导元素;根据主导元素的分布,给出系统不对称强度的量化方法,分别形成对应强/弱不对称度的复向量域(α±jβ和d±jq)降维阻抗模型。应用所得降维模型对典型的实际不对称案例进行小扰动稳定评估,结果验证了所提降维方法的正确性,其不仅大大降低了阻抗法在不对...     

高压直流输电系统保护专利技术综述

文章主要分析了直流输电系统中最重要的两个保护区——线路保护领域和换流器保护领域的专利申请现状,梳理了上述两个领域全球专利申请趋势、重要申请人、技术分支、技术演进以及核心专利,期望该综述能够帮助相关领域审查员全面了解线路和换流器保护领域的发展历程和热点技术发展状况,以提高检索效率和审查效率。     

一种交直流混合输电系统直流侧双极故障保护策略

为进一步分析含柔性直流输电(MMC-HVDC)的交直流混合输电系统的故障特征,基于交直流混合输电系统和模块化多电平换流器(MMC)的拓扑结构,推导了MMC的数学模型,研究了直流系统双极短路的故障机理和故障特征,针对含MMC-HVDC的交直流混合输电系统的双极短路故障,设计了限流电路及闭锁换流站与交流断路器跳闸相结合的故障保护方案。以厦门市柔性直流输电系统为例,在PSCAD/EMTDC中搭建了交直流混合系统,并对保护方案进行了仿真验证。结果表明,提出的保护策略能有效地降低故障电流,提高系统稳定性。     

计及损耗的双馈感应风力发电机高电压穿越控制策略

利用换向原理分析其电磁暂态特性，在此基础上，对DFIG输出无功功率与其铜损耗的解析关系进行了理论分析，推导出了使铜损耗最低的DFIG输出无功功率最优参考值。同时，转子的瞬时功率补偿分量减小了DC总线电压的波动，从而减少了转换器的功率损耗。由此，提出了考虑DFIG铜损和转换器损耗的DFIG高电压穿越控制策略。仿真结果表明，该控制策略可以在保证DFIG高电压穿越能力的同时降低DFIG铜损耗与换流器损耗，并具有较好的暂态特性。     

用于分布式能源并网的DC/DC换流器设计与研究

针对目前应用于直流配电网领域的DC/DC换流器造价高、控制复杂以及不具备直流短路故障穿越能力的缺点，为了实现不同电压等级直流分布式负荷有效接入直流配电网，提出了一种混合DC/DC换流器拓扑，采用电流源换流器(current source converter, CSC)连接直流电网，电压源换流器(voltage source converter, VSC)连接直流分布式负荷。提出的换流器拓扑具有结构简单、控制方式灵活以及具备直流短路故障穿越能力的优点。在分析换流器数学模型和运行约束条件的基础上，给出了换流器的参数设计方法，提出了一种CSC侧功率闭环控制，VSC侧交流电压幅值闭环控制的DC/DC换流器闭环控制策略。最后，在RTDS半实物仿真平台上搭建了1 MW/2 000 V/750 V混合DC/DC换流器试验模型，开展了额定运行工况、功率变化工况和直流短路工况试验。额定运行工况试验结果表明提出的拓扑可以实现1 MW额定功率的运行，功率变化工况试验结果表明提出的拓扑可以实现功率由1 MW到-1 MW的平滑反转，直流短路工况试验结果表明换流器能够平稳穿越直流短路故障。     

基于电压源换流器的高压直流输电系统多尺度暂态建模与仿真研究（英文）

针对基于电压源转换器的高压直流(high voltage direct current based voltage source converter,VSC-HVDC)输电系统,该文提出电磁暂态–机电暂态多尺度建模方法并验证多尺度仿真算法的准确、快速和灵活性。该模型采用频移分析(shifted-frequency analysis,SFA)等多尺度建模方法。首先推导移频(shifted frequency,SF)域和dq域之间的解析变换关系,并提出用于系统特性分析的VSC移频多尺度模型;其次,选择性插入π模型获得直流输电线的多尺度暂态模型;最后,通过调整仿真参数,如仿真时间步长和移动频率,使得建立的模型能够灵活仿真具有多个时间尺度和不同网络位置的各种暂态。采用两端和五端VSC-HVDC输电系统作为算例,仿真结果对比表明,提出的模型和算法能够精确模拟高频暂态,快速仿真慢变化暂态,降低计算成本。此外,多尺度模型还可提高VSC-HVDC输电系统电磁–机电暂态混合仿真的灵活性。