新型模块化多电平变流器的控制策略研究

针对轻型直流输电系统(VSC-HVDC)的应用,基于新型的模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converter,简称MMC)结构,建立了MMC变流器系统的电磁暂态模型,分别研究了MMC变流器的装置级控制和系统级控制.其中装置级控制实现了对MMC变流器的多电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制和直流侧电容电压平衡控制;系统级控制利用基于反馈线性化的非线性控制器,实现了对系统有功功率和无功功率的解耦控制.通过仿真软件PSCAD/EMTDC对所述控制方法进行了验证,仿真结果证实了控制方式的可行性.     

±50 Mvar链式STATCOM的实时数字仿真

针对上海西郊变电站±50 Mvar静止无功发生器(STATCOM)示范工程,提出了面向大功率电力电子装置的实时数字模型建立方法和数值计算方法,并基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA),设计和实现了±50 Mvar STATCOM实时数字仿真平台,通过与离线电磁暂态仿真工具PSCAD/EMTDC的仿真结果的对比研究,验证了其有效性和正确性。所设计的实时数字仿真平台在±50 Mvar STATCOM现场调试和投运过程中得到了成功应用,大大缩短了现场调试周期。     

基于模块化多电平变流器的轻型直流输电系统

对一种新型的模块化多电平变流器(MMC)在轻型直流输电系统(VSC-HVDC)中的应用进行了研究.首先建立了MMC系统的数学模型,提出了适用于MMC系统的快速脉宽调制控制方法、模块电容电压平衡控制策略以及降低器件开关频率的方法.对于系统级控制,提出了基于MMC的VSC-HVDC输电系统非线性控制器,包括有功功率和无功功率解耦控制器,以及直流侧电压控制器.通过PSCAD/EMTDC仿真软件对所提出的模型和控制方法进行了验证,证实了其可行性和有效性.     

采用MMC变流器的VSC-HVDC系统故障态研究

在交流侧系统电压发生不对称故障时,对基于模块化多电平变流器(MMC)的轻型直流输电系统(VSC-HVDC)的控制进行了研究.基于MMC的系统数学模型,针对故障系统中存在零序电流通路的特点,提出了故障时的系统正负零序控制器.为在故障时尽量保持原有有功功率的传输,并保证故障电流满足系统安全运行的条件,提出了故障时的系统有功功率控制策略.通过仿真软件PSCAD/EMTDC验证了所提控制器和控制策略的有效性.     

农村零碳能源系统构建框架研究

我国农村清洁能源开发潜力较大。经测算,我国农光互补、渔光互补、屋顶光伏等复合光伏利用模式的总开发潜力可达120亿kW,年发电量达14.4万亿kW·h。光伏发电可以作为我国农村能源系统的电量主体。生物质综合利用具有重要战略意义,能够解决农村废弃物的污染问题,每年能源化利用的生物质总量可超过20亿t标煤。我国农业生产和农村生活须要加快电能替代进程,预计2050年我国农村耗电量将达2万亿kW·h。未来我国农村能源系统将呈现“百分百清洁能源+生物质规模化利用+高电气化率”的特征。测算结果表明,我国农村能够以100%清洁能源满足能源需求,实现农村能源系统零碳排放,具备较高的环境效益。