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交流系统故障时,基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)的柔性直流输电(voltage sourced converter-high voltage direct current, VSC-HVDC)系统的控制策略研究具有很重要的工程意义。为了解决传统的串级PI控制策略存在的PI调节器数量多、控制参数调试困难、系统的稳定工作区域小等缺点,设计了新的控制策略。文章分析了交流系统故障时MMC的特性,设计了基于反馈线性化原理的正负序双电流控制策略,该控制策略在交流电网正常及故障状态下均具有良好的控制性能。进一步分析了在负序电流得到抑制的情况下,直流侧电压和电流产生二倍频波动的原因,并且设计了直流电压纹波抑制器(direct current voltage ripple suppressing controller, DCVRSC)。通过仿真软件PSCAD/EMTDC验证了文章设计的控制策略的正确性。结果显示,与传统的串级PI控制策略相比,本文设计的控制策略的参数调试简单,系统的稳定性高,直流电压的波动得到有效抑制。 相似文献
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为分析以模块化多电平换流器为主要工作元件的高压直流输电系统(MMC-HVDC)的传变特性,基于模块化多电平换流器(MMC)工作原理,利用开关函数法并引入谐波调制比概念,从理论上分析了MMCHVDC的传变特性,并通过仿真分析验证了理论的正确性。结果表明,整流侧交流系统注入h次正序谐波时,在直流侧会生成h-1次零序谐波,在逆变侧交流系统会生成h次正序谐波和h-2次负序谐波;整流侧交流系统注入h次负序谐波时,在直流侧会生成h+1次零序谐波,在逆变侧会生成h+2次正序谐波和h次负序谐波。 相似文献
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高压直流输电系统中多采用模块化多点平换流器,但传统半桥型子模块不具备直流故障自清除能力;逆阻型半桥子模块在换流器闭锁时,下管IGBT两端会出现过电压现象;部分新型直流故障自清除能力的子模块拓扑在闭锁后,故障阻断能力不强。文章将改进型子模块与半桥型子模块相结合,提出一种新型MMC桥臂设计方案,分析了其子模块的拓扑结构、各种运行工况和故障阻断机理,从耐压性与经济性两个方面,与其他经典的子模块作比较分析。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建双端21电平MMC直流系统模型进行验证,仿真结果表明,文章所提改进子模块拓扑能够快速有效阻断直流侧故障电流,且子模块下管IGBT两端不会出现过电压,兼具故障自清除与低损耗的特点。 相似文献
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针对某海上风电经多模块多电平换流器（MMC）接入电网系统,陆上换流站与电网发生宽频振荡的问题,基于阻抗分析的思想和MMC控制系统结构建立dq坐标下MMC控制系统频域模型。将MMC控制系统模型的d、q耦合部分转换至时域、abc坐标系下进行化简,实现了系统解耦,然后建立MMC控制系统abc坐标下的频域模型,进而结合MMC等效电路的分析建立其等效阻抗模型。通过阻抗分析法对换流器阻抗模型和电网阻抗模型的特性进行分析,验证了振荡发生的机理。最后对抑制宽频振荡的措施进行分析,给出附加带阻滤波器的解决方案,并通过现场案例的振荡现象进行验证。 相似文献
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在基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)的柔性直流电网中,换流站的控制策略极其重要。针对现有控制方法的缺陷,提出了一种新的换流站控制策略,将改进型比例积分(proportional integral,PI)控制用于外环控制器,此外在有功功率外环控制器中还加入电压下垂控制。该策略可加快控制器的响应速度和调节速度,既能处理主站因故障退出、从站实现定电压控制切换的工况,又能满足当有功功率波动或直流电压波动时系统功率平衡及直流电压稳定的基本要求。利用PSCAD/EMTDC软件搭建了基于MMC的四端直流电网仿真模型,算例结果表明本文提出的控制策略是正确和有效的。 相似文献
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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。 相似文献
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现有的二、三电平变换器容量有限,而模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)独特的级联扩展能力,使得其满足大功率、高电压光伏发电场所的要求,MMC结合到光伏发电系统中成为一种新趋势。将光伏组件直接并在MMC子模块中的新拓扑相较于两级式二、三电平光伏逆变系统少了DC/DC环节,大幅度提高了并网系统容量和电压,但是系统的稳定性大大降低,特别是光伏组件在局部阴影条件下的最大功率点电压不均衡以及MMC子模块电压不稳定成为一个难题,针对这个问题进行子模块的调制策略研究,提出一种不受MMC输出影响的独立调制策略。分析子模块电容电压与MMC输出的关系,将子模块电压稳定在光伏组件的最大功率点电压处。最后通过仿真验证该调制策略的可行性,结果证明该控制策略不仅提高了光伏利用率,还能对MMC子模块起到稳压保护作用,整个光伏并网系统对电网的谐波污染也更少。 相似文献
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Lu QU Zhanqing YU Qiang SONG Zhichang YUAN Biao ZHAO Dawei YAO Jianfu CHEN Yao LIU Rong ZENG 《Frontiers in Energy》2019,13(1):120
The DC distribution system is an important development direction of the distribution system, which can improve the reliability and the quality of the power supply, and support the new energy, the energy storage, the electric vehicles, and the flexible access of AC and DC loads to grid. To realize the demonstration application of the DC distribution technology, China’s first demonstration project of the medium voltage DC distribution network will be built in Zhuhai, Guangdong Province to support the construction of the city energy internet. First, this paper analyzes the demand of the DC distribution network project, and puts forward the construction content and construction target. Then, it designs and analyzes the electrical connection mode, system operation mode, and startup and shutdown mode of the DC distribution network, and proposes the overall project construction plan. Finally, it conducts the specific project design and analysis, which mainly include the selection of equipment such as inverters, DC transformers and DC circuit breakers, the design and analysis of the DC control and protection system, the design and analysis of the over-voltage protection and the configuration scheme of the lightning arrester, and analysis of the system transient characteristics. The design and analysis of the engineering program is a combination of China’s distribution network engineering practice and technical characteristics, which lays a solid foundation for the advancement of the DC power distribution technology in China, and has reference value and demonstration effect for the design and construction of other projects. 相似文献
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模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)的预充电过程可分为不可控预充电和可控预充电两个阶段。为分析不可控阶段子模块电容电压的抬升过程,将MMC的不可控预充电过程和三相全桥不可控整流过程进行了类比分析。进一步针对可控预充电阶段提出了一种简单有效的解锁控制策略,该策略能够充分利用限流电阻的限流能力,将子模块电容电压快速提升至变换器稳态运行需要的电容电压,所提控制策略无需设计专门的预充电控制器,且能够有效降低变换器由预充电过程转为正常运行过程时子模块电容电压的波动,减小对电容器的冲击,延长电容器的使用寿命。最后,在PSCAD/EMTDC软件仿真平台上搭建了双端MMC详细仿真模型,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。 相似文献
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短路故障是影响柔性直流输电系统安全运行的主要问题之一,针对直流侧双极短路故障,首先研究基于串联双电容子模块（SDSM）与半桥子模块（HBSM）的混合型模块化多电平换流器（MMC）结构,该结构与传统的半桥-全桥子模块混合MMC相比具有较低的成本和损耗,分析直流侧短路暂态运行下SDSM和HBSM的配置比例设计要求;其次考虑到SDSM无自主负电平输出能力,提出基于电流相位的故障穿越策略,采用分层控制的思想,构建相电流状态矩阵并结合其相位差,保障换流站在故障期间能降压运行,维持系统稳定工作;最后在Matlab/Simulink中仿真验证上述分析以及所提故障穿越策略的可行性。 相似文献
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针对传统的模块化多电平换流器子模块排序均压控制方法所出现的数据排序运算效率低、开关频率高、损耗大等问题,从排序算法和子模块选择过程两方面出发,提出一种新的排序均压控制方法,即利用BFPRT算法改进常规快排,采样数据采用部分排序方式,减少排序运算量,大幅提高运算效率;改变子模块选择方式,提出引入投切置换变量,赋予投入组与备用组中部分子模块一定的投切状态保持能力,减少器件开关次数,降低开关频率;最后在PSCAD/EMTDC仿真环境下对该控制方法进行验证。仿真结果表明,该控制方法可实现提高排序运算效率、降低开关频率的效果。 相似文献
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针对现有电池储能系统(BESS)双向DC/DC变换器(BDC)电压增益低和开关器件电压应力高等特点,提出一种适用于BESS的两相交错并联BDC。该储能系统(ESS)能有效结合Z源网络和交错并联结构的优势特性。详细分析了该ESS的工作原理、Boost和Buck模式,并推导出2种工作模式下的电压变化比。同时对该ESS两相交错并联BDC的带逻辑判断单元的载波移相控制策略进行了详细介绍。在Matlab/Simulink中搭建仿真实验模型,验证了该ESS各工作模式下的主要工作波形。仿真实验结果表明该系统具有电压增益高、开关器件电压应力低和各相电感之间能实现自动均流等优点。 相似文献
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针对现有电池储能系统(BESS)双向DC/DC变换器(BDC)电压增益低和开关器件电压应力高等特点,提出一种适用于BESS的两相交错并联BDC。该储能系统(ESS)能有效结合Z源网络和交错并联结构的优势特性。详细分析了该ESS的工作原理、Boost和Buck模式,并推导出2种工作模式下的电压变化比。同时对该ESS两相交错并联BDC的带逻辑判断单元的载波移相控制策略进行了详细介绍。在Matlab/Simulink中搭建仿真实验模型,验证了该ESS各工作模式下的主要工作波形。仿真实验结果表明该系统具有电压增益高、开关器件电压应力低和各相电感之间能实现自动均流等优点。 相似文献