模块化多电平换流器功率模块过压保护策略及优化

阐述了模块化多电平换流器(MMC)功率模块IGBT不同封装方式及失效机理,分析了功率模块在故障前后及旁路开关闭合前后的工作原理。阐述了不同IGBT封装方式的MMC功率模块过压保护工作原理,针对焊接式IGBT功率模块过压保护策略存在电压测量过程中采样异常导致换流器跳闸的风险,对功率模块过压保护策略提出优化设计。优化策略在功率模块控制板卡中实现,程序资源占用量小且易于实现,有效避免了高层级控制设备误判误动作的风险。此外,提出了过电压判据以避免系统过压时误旁路功率模块。通过仿真验证了文中所提优化策略的有效性和可行性,所提出的优化策略已在某一实际工程中应用。     

MMC功率模块过压故障导致柔性直流闭锁分析

针对鲁西背靠背柔性输电系统模块化多电平换流器(MMC)功率模块过压故障进行深入分析,通过现场故障检查,返厂检验分析出功率模块过压原因,同时应用鲁西背靠背柔性输电系统RTDS仿真系统精准地进行了故障再现.最终,指出功率模块过压暴露的问题及改进措施,这些措施对柔性直流输电的设计有很高的参考价值,同时为我国柔性直流发展总结了...     

鲁西背靠背柔性直流广西侧功率模块过压跳闸分析研究

鲁西背靠背柔性直流系统采用三相桥式全控整流/逆变电路,换流器基于模块化多电平 (MMC)拓扑结构, 由多个功率模块串联而成,而功率模块的过压故障会严重影响柔性直流系统的可靠运行。文章对一起功率模块过压故障跳闸事件进行深入分析,找到了功率模块过压保护异常动作的原因,总结了功率模块过电压保护的必要性,对柔性直流输电的安全稳定运行具有重要的现实意义。     

失效封装式功率器件模块过压保护误动隐患分析

文章分析了封装式IGBT所构成的MMC功率模块过压保护策略中存在的误动风险,并提出了功率模块过压保护策略优化方法。     

基于HCM3000平台柔性直流输电系统设计

针对传统柔性直流输电工程换流器桥臂开关频率高、谐波含量大、动态均压困难、系统损耗大、系统容量小等缺点,提出基于模块化拓扑结构换流器应用于实际柔性直流输电工程。给出模块化换流器桥臂详细拓扑结构及其子模块充电过程;推导柔性直流有功功率、无功功率控制算法,并在HCM3000平台完成桥臂控制器设计;基于主流RTDS仿真平台搭建闭环仿真系统,对控制器控制功能仿真测试并对仿真结果进行分析总结。整个设计过程对今后柔性直流输电控制保护系统工程化设计有实际借鉴意义。最后,对柔性直流推广应用作出展望。     

柔性直流输电系统桥臂过流保护定值配合方法

针对交流故障下柔性直流桥臂过流保护可能误动导致故障穿越失败,直流故障下桥臂过流保护拒动或慢动可能导致开关器件过流等问题,讨论了柔性直流换流阀桥臂过流保护功能在阀控和直流保护装置中的配置和定值配合关系。借鉴交流保护定值配合图的概念,提出了桥臂过流保护功能在阀控装置与直流保护装置中的优化配合方法。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了仿真平台,结果表明所述桥臂过流保护配合关系和定值设置方法可在交流故障下成功实现故障穿越,并可在直流极间短路等严重故障下可靠闭锁换流器并触发旁路晶闸管,降低电力电子器件的过流风险。     

特高压柔性直流 MMC故障子模块的高可靠旁路方法

模块化多电平换流器 (MMC)运行过程中需将故障功率模块迅速从桥臂中旁路出去,以减少对 MMC的不利影响.为提高 MMC功率模块发生故障后被旁路的可靠性,提出了一种基于辅助旁路晶闸管技术的功率模块高可靠旁路方法.在功率模块交流端口并联辅助旁路晶闸管,仅作为无源过压保护元件,利用其过压击穿实现对功率模块的旁路保护.分析了辅助旁路晶闸管的过压失效模式和击穿稳定性,并基于乌东德特高压多端混合直流示范工程仿真分析了所提方法的可行性和有效性.通过增加散热器可使辅助旁路晶闸管短路失效后的温度稳定在７０ ℃左右,满足长期旁路通流要求。     

青藏柔性直流输电系统控制策略仿真研究

青藏联网工程是传统直流输电,其换流器只有一个控制自由度,不能独立调节有功和无功,当系统的稳定性受到影响时,对无功功率和有功功率的调节效果不能做到优化调节。为此,提出基于功率解耦的青藏柔性直流输电系统控制策略,并在PSCAD/EMTDC中搭建了真双极的青藏柔性直流输电系统模型,对潮流翻转、直流电压阶跃、交流电压阶跃、有功功率阶跃等典型工况进行了仿真研究。结果表明,基于功率解耦的青藏柔性直流输电系统控制策略在实际工程中具有一定的适用性。     

柔性直流换流站中阀直流过流保护设计

以鲁西背靠背直流异步联网工程中的直流保护为例,分析柔性直流输电系统中换流器保护区的阀直流过流保护,设计了一种三区段保护的阀直流过流保护系统。实际的直流极区故障试验结果验证了所设计的保护系统的有效性和可靠性。     

基于MMC多端柔性直流输电保护关键技术研究

基于MMC的多端柔性直流输电是直流输电的重要发展方向。对MMC多端柔性直流输电控制保护系统进行了研究,介绍了一种基于子模块电容电压优化平衡控制算法的控制策略,详细给出了柔性直流输电系统保护配置,对阀侧交流母线差动保护策略和换流器区保护策略等保护关键技术问题进行深入研究,给出了具体的解决策略。并搭建了多端MMC-HVDC仿真试验系统验证控制保护研究策略,详细分析了阀侧交流母线两相短路接地故障和换流器上桥臂短路故障仿真结果。所研究内容对多端MMC-HVDC工程的研究和发展有重要的借鉴意义。     

船载航行数据记录仪电源监控模块的设计

船载航行数据记录仪中的各模块是统一供电的,船舶在启动、停车和航行时会出现电源波动和电源故障,为使各数据采集模块、控制模块和存储模块能正常工作,需由电源监控模块对主电源、备用电源和应急电源进行检测并根据流程进行切换.本文阐述了电源监控模块的硬件结构和软件设计流程,采用AT89C52作为控制CPU,使用TLC0832采集电源的电压幅度,通过继电器进行电源切换控制,并通过485总线和其它模块进行通信.     

基于LF2407A DSP芯片的直流电机控制系统

介绍一种基于DSP控制器芯片的直流电机驱动控制系统。利用DSP芯片的评估模块开发板设计了相应的电源相序检测模块、电流检测模块、驱动模块、故障保护模块等,并设计了双脉冲驱动三相桥式全控整流电路,通过DSP汇编语言实现了对电机的转速调节。     

基于LC谐振取电及零序电压测量系统的设计

为解决智能一体化高压开关取电问题,文中提出了基于电容分压原理的LC谐振取电电源系统:一次侧采用高压电容和变压器一次绕组串联,二次侧采用变压器二次绕组并联分压电容,降低了低压电容的电压设计等级,同时基于该电源系统中性点通过构建零序电流回路实现了零序电压测量,无需安装三相五柱式PT或植入零序电压传感器,降低了工程造价.最后针对线路故障过电压及雷电冲击,设计了基于能量池电压监测和电力电子开关控制的防护电路.实验数据表明该系统的取电能力可达到1W,零序电压测量精度为5％,具有较大的工程应用价值.     

TCSC过电压保护方式研究

TCSC的过电压保护主要研究故障情况下保护TCSC和MOV的方式以及如何降低MOV能耗水平,以满足经济性要求,同时又有利于系统暂态稳定。在分析TCSC过电压保护方式与暂态稳定关系的基础上,提出过电压保护的控制策略,研究了保护性旁路的启动方式,并借助ARENE软件予以仿真验证。     

Research on applications of TVS and thyristor in a pulsed power supply system used for EMG

A compact pulsed power supply (PPS) system is important for the electromagnetic gun (EMG) system, which should supply high energy and large current. The paper presents the setup of compact PPS system based on high energy density capacitors. The PPS system includes ten 50 kJ modules, which can be triggered in sequence. Each module is composed of a capacitor (1000 μF/10 kV), a pulse shaping inductor (20 μH), a crowbar diodes with a crowbar resistor(30mΩ), as well as a main switch which can be a triggered vacuum switch?TVS? or thyristors. The peak value of the output current of each module is 70 kA. Characteristics of the TVS and thyristors are comparatively studied to determine their influence on the output current and energy. The requirements for the diode-stacks of the crowbar are fast-recovery, high voltage withstanding. A proper protection measure is used in order to protect the crowbar diodes from the damage of over-voltage when switch is fired. In the end, the overall discharge currents of the PPS triggered in sequence are presented.     

特高压直流双极区直流保护系统可靠性研究

双极区直流保护系统误动将导致双极强迫停运的严重后果,提高双极直流保护系统的可靠性是重要的研究内容。分析了特高压直流双极区直流保护系统的两种配置策略,建立了各配置策略的可靠性分析模型,推导出其可靠性公式和可靠性曲线图,结果表明集成到极保护系统的三重化配置策略具有更高的可靠性。阐述了双极区直流保护功能和动作策略,分析了双极中性母线差动保护、NBSF顺控逻辑和金属回线使能信号等关键技术问题并提出了优化方案。目前,部分优化方案已在多个特高压直流输电系统中实施,效果良好。最新的优化方案将在新建工程中实施。     

基于双CPU的交流电机变频调速节能控制系统

设计了调压频比（即调磁通）节能装置和以大功率电力电子智能功率模块IPM为开关组件的三相交流控制电路,解决了IPM的过流、过压保护问题。控制装置是基于双CPU的TMS320LF2407芯片和89C51单片机,其主要功能是实现变频调速异步电机的节能控制及运行状态显示功能。     

隔离型直流模块式光伏并网系统控制研究

传统的光伏并网系统为了获得与电网电压相匹配的直流输出电压,需将多个光伏组件串、并联后经过非隔离DC-DC变换器,其结构扩充性较差,且无法实现每块光伏组件的最大功率点运行。直流模块式光伏并网系统采用高频隔离型DC-DC连接单个光伏组件和直流母线,并可根据实际需要将多个子模块相并联。该结构不仅具有安装灵活、维修方便等优点,还保证了每块光伏组件的最大功率点运行,提高了光伏电池的效率,且前后级相隔离提高了系统的安全性,适用于城市建筑集成光伏(BIPV)中。文章以隔离型全桥拓扑作为光伏直流模块中的DC-DC变换器,分析了直流模块式光伏并网系统的工作原理,对多直流模块并联情况进行研究,提出了控制策略。最后构建了直流模块式光伏并网系统的实验原型和仿真模型,验证了系统和控制的可行性。     

一起出线过流保护误动事故分析

介绍了2004年如皋变电站检修完35 kV侧出线开关后进行倒闸操作时所发生的过流保护误动事故经过。分析结果表明,对于单母分段带旁路这种接线方式,在由旁路开关代替出线开关运行方式恢复到正常供电方式时所进行的倒闸操作过程中,根据不停电原则,在倒闸操作过程中会形成环网;此时若出线负荷远小于分段母线负荷,则必然出现负荷转供现象,致使流经出线开关的电流远大于正常情况下该出线可能出现的最大负荷电流,造成出线开关过流保护误动。最后,文章就如何预防这类事故提出了有效的解决方案。