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。     

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。     

超级电容器储能装置研究

超级电容器可作为配电网电能质量调节装置的储能单元,提供必要的能量缓冲。详细分析了超级电容器储能装置的恒压双向功率流工作原理,建立了相应的系统模型,并根据超级电容器的特点,给出了超级电容器储能装置的设计方法,有效地规避了系统开环传递函数不稳定极点的出现。还采用统一控制器实现了储能、释能工作模态的平滑切换,实验结果证明了该控制策略的有效性和可行性。     

单相DVR快速电压补偿控制的实现

动态电压恢复器（DVR）是解决暂态电能质量问题的一种有效途径。就单相DVR的电压扰动检测、基于特定谐波消除的软件锁相技术，以及分段式电压补偿策略等问题进行了探讨。引入导数和积分方式来实现快速电压波形鉴别以及噪声消除，通过二次微分消除特定谐波分量，简化锁相滤波，推导了软件锁相初值角的计算方法，提出了分时段电压检测和补偿的模型，并配合实现补偿电压的生成，最后通过DVR样机的单相电压跌落实验验证了上述算法的可行性。     

串联补偿装置抑制负载磁饱和控制策略

直接耦合式串联补偿装置常用来解决配电网中电压暂降、暂升以及瞬时间断等多种电能质量问题。串联补偿装置投入补偿时,具有磁饱和特性的负载由于承受电压的变化会导致磁饱和或偏磁现象。为解决串联补偿装置运行初期磁饱和带来的电流冲击,通过分析磁饱和及偏磁现象产生的过程,基于磁通平衡的原理提出磁饱和抑制策略,恰当应用串联补偿装置的输出来控制负载承受电压,消除磁饱和问题,避免冲击电流带来的破坏性影响,并实现迅速及时、安全有效的补偿。仿真与实验结果表明,冲击电流得以控制,验证了所提控制策略的有效性与可行性。