考虑母线故障的低通流损耗多端口整流型混合式直流断路器

混合式直流断路器是当前柔性直流电网最为理想的故障隔离方式,但是投资成本高限制了其大范围的应用。为了降低混合式直流断路器的成本,提出了一种多端口整流型混合式直流断路器拓扑,选择开关采用简单可靠的二极管桥式整流结构,负载转移开关和主断开关采用单向开断子模块,并通过电流转移控制策略的优化,使得直流断路器具备电流双向开断、设备成本低和通流损耗低等优点;同时,增加了一条母线保护支路,实现了直流母线故障隔离和公共母线故障保护。文中首先详细介绍了所提拓扑在不同故障工况下的工作原理以及内部组件的动作策略;然后,与现有拓扑进行了经济性和电气性能的对比分析,突出所提拓扑的优越性;最后,设计并搭建了一台三端口整流型混合式直流断路器样机及其试验系统,通过试验验证了所提拓扑的有效性和可行性。     

基于UC3825的半桥变换器分析

利用UC3825芯片构成了PWM控制的半桥变换器，给出了电压补偿网络和电流保护等重要的外围电路的工程设计方法，通过实验验证了电路的有效性。结果表明，该变换器功率可达81%，输出电压纹波在2%以内，电流保护可靠，电路工作稳定。     

模块化多电平换流器直流双极短路故障耐受能力研究

针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)在直流侧发生双极短路的故障情况,建立了MMC闭锁后的故障电流回路,给出了二极管以及保护晶闸管的电流分配和结温理论计算方法,考核直流双极短路故障耐受能力。在MATLAB/Sinulink下进行了换流阀闭锁后故障电流回路的建模与仿真,并在MMC背靠背试验系统中进行了试验研究。仿真和试验结果表明,所提分析和计算方法准确可行,该方法对校核模块化多电平换流器在实际工程中的直流双极短路故障耐受能力以及器件选型具有重要的理论指导意义。     

高结温无延迟的VSC-HVDC阀合成试验方法

为了实现对电压源换流器型高压直流输电(VSC-HVDC)换流阀稳态应力和直流双极短路暂态应力的综合考核,提出了一种高结温无延迟的VSC-HVDC阀合成试验方法及其电路拓扑。无延迟的特点保证了注入带直流偏置的短路大电流时换流阀开关器件处于最高稳态结温状态,同时该方法有效地降低了换流阀的试验成本及电源需求。首先,分析了VSC-HVDC换流阀稳态运行和直流双极短路故障时的电应力。其次,结合应力等效机理,提出了高结温无延迟的VSCHVDC合成试验方法,并阐述了其运行机理。最后,通过搭建仿真模型和试验平台进行了验证,结果证明了提出的合成试验方法及其电路拓扑的可行性和有效性。     

微电网含非线性与不平衡负荷时的混合储能系统功率分配策略研究

混合储能系统HESS(hybrid energy storage system)在微电网中有着广泛的应用,其研究主要集中在能量管理、功率分配和拓扑设计等方面。对于功率分配的研究,大多只涉及到基本的功率分配,而无功功率、负序功率和谐波功率的分配问题却很少被提及。为此,提出了适用于不平衡负载和非线性负载环境的混合储能系统及其协调控制策略。在系统内部,电池功率转换系统工作在下垂模式,提供能量,只输出基本的有功功率;超电容器系统工作在补偿模式,分析总输出功率构成,输出无功、负序和谐波功率。该策略可以在不平衡和非线性负载条件下提供更好的系统性能;此外,该混合储能系统采用双逆变结构,有利于现有设备的升级改造;最后,仿真和实验结果验证了该策略的有效性。     

基于智能电流控制设备的直流配电网故障穿越方法

低压直流配电网常规低压配网开关的开断速度难以保障系统双极短路故障的快速隔离.在配电网中引入了智能电流控制设备,直流变压器低压侧配置改进直流阻断模块,在故障时阻断电源对故障点的短路放电,实现故障电流的快速抑制;馈线开关柜配置阻尼断路器,故障时高速开关快速分断投入阻尼电阻,增大短路回路的阻抗.该方法在馈线出现短路时,可快速隔离故障,故障隔离后通过改进直流阻断模块将电源重新投入系统供电,实现了系统的故障穿越.通过RTDS仿真验证了所述故障穿越控制策略的有效性.     

UC3842控制芯片在反激电源上的新用法

提出了一种基于UC3842实现的新型电流PWM控制的反激式开关电源,分析了UC3842在反激电路中用于输出直接反馈的新用法。与传统方法相比,该方法具有电压纹波小、负载调整率和电压调整率低的特点。实验结果证实了该方法的良好效果。     

模块化三电平SVG的并联控制

在大功率领域,单台静止无功发生器(SVG)由于容量限制,其应用也受到了很大制约。这里提出模块化三电平SVG的并联系统,采用基于额定补偿电流的比例限流控制策略及模块均流联合控制策略,保证每一单台SVG模块能安全运行于大容量系统中。在此基础上,研究了并联系统能稳定运行的条件。最后,通过两台SVG模块的并联运行验证了该系统设计和控制策略的可行性。     

基于IEGT的多串阀压装可靠性研究北大核心CSCD

随着直流配电网技术的发展,需开发新型配网直流断路器来快速切除或隔离短路故障,从而保证系统安全可靠运行。该文首先设计了一种多串阀结构的转移支路阀组,并对其核心模块进行介绍。在此基础上开展了阀串压装力、压装均匀性以及短路电流开断试验,不仅验证了多串阀压装的可靠性,而且进行了阀组压装可靠性优化研究,结果表明:优化润滑方式利于提高该多阀串压装结构的操作性;同时优化压装铜排表面质量和尺寸规格,有利于提高阀串器件压力均布性和降低器件关断过电压,从而提高多串阀结构和电气可靠性。     

不平衡电网下风电并网逆变器直接正负序功率控制

为了提高风电并网逆变器在不平衡电网中的运行能力,提出了一种直接功率控制方案,该方案将系统有功和无功功率指令分解成正序和负序部分,分别独立控制。在两相静止坐标系下推导出并网逆变器采用瞬时有功和无功功率正负序分量作为状态变量,并揭示瞬时功率正序分量数学模型、负序成分状态方程存在交叉耦合项,导致系统功率精确解耦控制需要按照正序部分和负序部分进行单独闭环控制;依据电网电压正负序分量幅值将有功和无功功率指令分别按3种不同控制目标进行分解修正和功率闭环控制,产生参考电压矢量。采用无扇区空间电压矢量调制算法生成逆变器驱动控制信号。方案在整个实现过程中没有锁相环及坐标旋转变换等环节,增强并网逆变器电网跟随能力并减少控制算法所需硬件计算资源。