基于MMC的半波长交流输电潜供电流抑制措施研究

半波长交流输电技术因其自身的特点在远距离输电场景中提供了一种解决方案,然而潜供电流的问题限制了半波长交流输电技术的发展和应用,现有的潜供电流抑制方案在半波长输电系统中应用时均存在不足。为了解决这一问题,本文总结了潜供电流的分布规律,在此基础上,提出了基于模块化多电平换流器（MMC）的潜供电流抑制措施,并进行了控制策略的设计以及参数的选取。此外,提出了分相投切无源元件来配合MMC工作从而减少MMC容量的方案。最后,在仿真平台对所提抑制措施进行了仿真验证,结果表明该措施可以有效地抑制半波长交流输电的潜供电流,加快熄弧速度,提高系统的故障恢复效率。     

基于器件物理特性的晶闸管阀串联机制系统化研究

高压晶闸管阀的串联应用一直缺少系统化的理论指导,也常常忽略了器件本身的物理特性。为适应我国电力工业新的发展战略的需要,推进电力电子装置可靠性研究,文中对柔性交流输电(FACTS)和高压直流输电(HVDC)装置高压晶闸管阀的串联机制进行了深入系统的研究。分析了晶闸管阀串联运行所涉及各个相关环节的物理过程,结合晶闸管本身的物理特性建立相应的数学模型,尤其是建立了包含晶闸管自身恢复电流特性的反向恢复数学模型。对各个元件参数的影响及相互关系进行分析,推导出安全运行所需的边界条件。从而在理论的层次上将晶闸管阀串联机制明确化、系统化。在此基础上,应用该理论对现有的串联方法进行了分析和评价,提出改进后的串联技术。     

三相四线制下中线谐波电流治理的新方法

提出了一种中线谐波电流治理的新结构，该结构由新型无源滤波器和有源滤波器串联构成。其中无源滤波器包括3次、9次单调谐滤波器和高通滤波器，每个滤波支路都由三相电容器连接成星形后与一个电感（高通滤波器中还有一个并联电阻）串联构成。电网中的非零序电压全部由电容器承担，同时，流经无源滤波器电感和有源滤波器中的电流仅为谐波电流，大大降低了有源滤波器的容量和成本。文中分析了其基本原理：当有源滤波器输出一定的电压时，不仅可以使零序谐波电流完全流入滤波器中，而且可以抑制系统零序谐波电压产生谐波电流，从而使电网侧中线中仅含基波电流。文中提出了一种简单的控制方法，它仅利用电网侧零序谐波电流作为控制信号来产生有源滤波器所需的驱动信号。最后，利用PSCAD／EMTDC进行了仿真验证，仿真结果表明该结构中的有源滤波器的容量较小而且滤波效果较好。     

基于滑模控制的混合型电力滤波装置

设计了一种基于滑模控制的混合型电力滤波装置 ,介绍了该装置的滤波原理及离散化滑模控制方法。混合型滤波装置一方面改善了无源滤波器的性能 ,另一方面可大大减小有源滤波器的功率 ,从而降低了整个装置的成本。而基于离散化滑模控制的控制方法 ,实施简单 ,保证了整个滤波器的滤波性能。     

全环氧固封高频变压器散热优化设计研究

全环氧固封高频变压器采用环氧树脂固体绝缘材料实现设备整体绝缘,可大幅降低设备体积。考虑到环氧树脂导热性能较差,高频变压器内部热量难以散出,提出在高频变压器铁芯与低压绕组之间加散热水管的散热方法,有效降低其运行温度。以10kV全环氧固封高频变压器为研究对象,分析计算了铁芯损耗和绕组损耗,搭建了损耗试验平台,将计算结果与试验结果进行对比,验证了损耗计算的准确性。以高频变压器损耗作为热源,建立了温度场仿真模型,分析了水流量、水管材质和环氧树脂导热系数等因素对水冷散热效果的影响规律,指导高频变压器的散热设计。10kHz/200kVA样机温升试验结果与仿真结果误差为2.7%,验证了仿真模型的准确性和散热方式的有效性,支撑了全环氧固封高频变压器的工程化应用。     

链式静止同步补偿器电流控制策略

在链式静止同步补偿器(static synchronous compen-sator,STATCOM)小信号交流模型的基础上,提出简化的STATCOM电流控制闭环系统;分别对典型Ⅰ型、典型Ⅱ型控制系统的电流调节器进行参数优化及比较,分析表明,对于电流阶跃响应,系统处于线性控制状态时超调量相对百分比不变,处于限幅非线性状态时超调量绝对值不变;采用比例调节器的典型I型系统稳态精度稍差,但动态控制精度较高,适合用于链式STATCOM工程装置;在a-b-c坐标系下仿真表明,应用优化设计的典型Ⅰ型系统控制参数,链式STATCOM输出电流可以快速跟踪参考值变化,具有良好的稳定性和跟踪精度。     

电催化合成燃料反应技术研究发展现状

近年来碳排放逐年增加,将CO_2转化为有用化学品的需求更加迫切。电化学还原CO_2可实现CO_2的资源化转化,是实现自然界"碳循环"的关键技术。综述了微流体电解池,H型电解池和膜电极构型电解池这几种电化学还原CO_2反应器及其核心部件的研究进展,指出了膜电极构型反应器在实现CO_2规模化转化中的优势;通过对比分析膜电极反应器的核心组成部分电解质膜,电解液与催化层的发展与应用现状,明确了具有阳离子交换膜与KHCO_3液层复合电解质的反应器是现阶段实现CO_2规模化转化的优选。通过分析KHCO_3液层中HCO_3~-形成与解离的循环,指出该循环的闭合程度显著影响CO_2电还原的活性与产物分布,KHCO_3液层的结构设计与其中传质与反应机理的探索和无黏结剂自支撑催化剂的研发将是这类反应器进一步发展的主要方向。     

STATCOM在输电系统中的应用

文章介绍了静止同步补偿器（STATCOM）的技术原理,分析了STATCOM在输电系统中的作用,并对国内外输电系统中应用的大容量STATCOM工程进行了总结。以美国Sullivan变电站±100 Mvar STATCOM工程、英国East Claydon变电站±75 Mvar STATCOM工程为例,分别介绍了多重化结构和链式结构的STATCOM的技术特点及实现方式。最后对大容量STATCOM技术的发展趋势及其在我国输电网中的推广应用方式进行了分析。     

三相四线制下中线谐波电流治理的新方法

提出了一种中线谐波电流治理的新结构，该结构由新型无源滤波器和有源滤波器串联构成。其中无源滤波器包括3次、9次单调谐滤波器和高通滤波器，每个滤波支路都由三相电容器连接成星形后与一个电感(高通滤波器中还有一个并联电阻)串联构成。电网中的非零序电压全部由电容器承担，同时，流经无源滤波器电感和有源滤波器中的电流仅为谐波电流，大大降低了有源滤波器的容量和成本。文中分析了其基本原理：当有源滤波器输出一定的电压时，不仅可以使零序谐波电流完全流入滤波器中，而且可以抑制系统零序谐波电压产生谐波电流，从而使电网侧中线中仅含基波电流。文中提出了一种简单的控制方法，它仅利用电网侧零序谐波电流作为控制信号来产生有源滤波器所需的驱动信号。最后，利用PSCAD/EMTDC进行了仿真验证，仿真结果表明该结构中的有源滤波器的容量较小而且滤波效果较好。     

计及换流器间动态交互的中压直流配电系统控制参数设计

由于各换流器间存在动态交互作用,使得中压直流(MVDC)配电系统的控制参数设计比单台换流器时困难得多。首先,针对系统中换流器的电流控制环、电压控制环和下垂控制环,依次分别建立了计及换流器间动态交互的开环和闭环传递函数,并且所建传递函数零极点的个数与单台换流器独立运行时完全一致。然后,提出了一种计及换流器间动态交互的MVDC配电系统控制参数设计方法,该方法能够从系统动态稳定性的角度定性定量设计控制参数。该设计方法通过部分零极点的相互抵消,利用一对共轭主导极点准确设计系统动态特性,并在较宽频率范围(如10~50 Hz)内均有效。最后,在电力电子仿真软件PLECS中对所提传递函数和控制参数设计方法进行了仿真验证。