链式三角形静止同步补偿器子模块冗余容错方案

三角形静止同步补偿器(STATCOM)子模块冗余容错技术主要对直流电压环、调制算法进行改进,但缺乏对暂态调制比、传递函数的研究。提出新型动态虚拟阻抗技术改善其暂态响应。首先,指出直流电压抬升分为调制比的暂态调节、稳态运行两个阶段,分析了传递函数的变化。其次,通过实时跟踪直流电压的突变获得动态调制比,设计出前馈型虚拟阻抗改进电流环路;通过动态调节比例—积分(PI)控制器的参数改进直流电压环路。针对故障过程的扰动进行实时补偿,保持暂态过程中系统传递函数的稳定。通过波特图曲线论证了虚拟阻抗的可行性。最后,利用PSCAD建立了35kV STATCOM的模型,所述新方案优化了装置的暂态电流和功率响应。     

多端柔性直流输电工程控保系统接口设计

介绍了柔性直流输电系统控制和保护系统分层结构,对南澳多端柔性直流输电工程青澳站控制保护系统分层结构和控制保护系统通信接口方案进行了描述。通过对青澳站的无功功率阶跃和稳态时直流侧总谐波进行分析,证明换流器级控制到换流阀级控制接口特性、换流阀级控制到换流阀接口特性均满足系统要求。该方案设计简单可靠、实用易行,已经在南澳柔性直流输电工程中得到了成功应用,很好地满足了柔性直流工程控制保护系统快速性和可靠性的要求。     

半全桥子模块混合型柔性直流换流阀的充电策略研究与样机实验验证

介绍了基于半桥和全桥子模块构建的混合型柔性直流输电换流阀的拓扑结构特点和在不控充电阶段中的子模块电压分布;分析了半桥子模块存在充电电压较低导致的取能失败及充电不成功的问题;提出了一种用于混合型柔直换流阀的充电策略,并搭建了±10 kV/60 MW半全桥混合型模块化多电平换流阀样机对该策略进行验证。实验结果表明,该充电策略可以有效解决基于半桥和全桥子模块构建的混合型柔直换流阀充电过程中半桥子模块自取能失败问题。     

HVDC换流站电流特性分析及测量装置的选取

选配适合的直流电流测量装置,对于正确反映直流系统稳态和故障情况下各点的电流特性具有重要作用。为此针对我国直流输电工程实际情况,分析了高压直流输电工程换流站直流电流的特点,针对性地介绍了各种类型直流电流测量装置的原理、特点及在换流站中实际应用情况,综合得出了可用于换流站各种直流电流测量装置的技术性能和要求,还着重说明了零磁通式和光电式电流测量装置在直流系统中的选取方法和适用性。     

模块化多电平换流器调制策略对比

对比采用不同调制策略时模块化多电平换流器输出波形的特性。模块化多电平换流器的调制策略,根据是否需要对子模块电容电压排序,可分为计算投入子模块个数调制策略和载波相移调制策略2类。在同一电平数下,采用不同调制策略会对模块化多电平换流器输出波形的各次谐波分布和谐波畸变率产生明显影响。当电平数升高时,不同调制策略对谐波畸变率的减少量也不同。     

基于VME总线的柔性直流输电系统阀控系统设计

为实现对基于MMC拓扑结构的高电压大容量柔性HVDC换流器的有效控制和监视,设计了一种采用基于VME总线的主从式系统架构的柔性直流输电用阀控系统。该系统选用MVME6100作为VME主处理器,外部使用SPARTAN-6和VIRTEX-6系列高性能FPGA板卡作为VME从处理单元,FPGA板底层实现了VME从板协议、Aurora和IEC60044-8通信协议。该系统采用VxWorks硬实时操作系统开发应用程序,并实现了最近电平逼近调制算法和环流抑制功能,可实现对换流器中上千个功率模块进行百微秒级周期的实时控制和监视。经过RT-LAB仿真试验验证,系统满足200电平系统的数据传输速率需求和控制规范要求。     

基于RTDS的模块化多电平换流器子模块等效模型

采用模块化多电平换流器(MMC)的高压直流输电是目前最具前景的直流输电方式。MMC系统需要大量的子模块串联,这给实时仿真带来巨大挑战。文中在实时数字仿真仪(RTDS)中采用CBuilder建立了自定义子模块rtds_SM,不仅能够减少RTDS仿真中MMC子模块的占用资源,还能解决已有的MMC封装模块不能用于研究MMC系统子模块发生故障的特性及其控制保护策略的问题。对子模块中的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、反并联二极管、电容进行建模,实现了用于子模块控制和保护的旁路开关以及旁路晶闸管模型。所建立的rtds_SM具有8个输入和2个输出,能反映子模块的各种运行工况以及子模块的电容均压控制。仿真结果表明,提出的MMC子模块模型占用仿真资源小且仿真精度高。