风电柔性直流送出系统送端不对称交流故障特性研究

基于模块化多电平换流器的高压直流（modular multilevel converter based high voltage direct current, MMCHVDC）输电系统为大规模远距离风电并网提供了一种经济高效的解决方案。其送端子系统换流器渗透率为100%,同时又缺少强电网支撑,从而导致该子系统过电流、过电压能力较低,因此研究该系统的故障特性对不对称故障穿越和负序控制策略优化具有重要意义。介绍了一种基于序分量分析的故障特性解析方法,在无任何负序控制工况下对不对称短路故障期间的关键电气量和故障特性进行了全面解析量化,为后续故障穿越和负序控制策略研究提供了重要的理论基础。此外,还在Matlab/Simulink中搭建了电磁暂态仿真模型,验证了解析结果的正确性。     

半/全桥混合型DC Chopper拓扑及其控制策略

DC Chopper能在海上风电柔性直流输电系统主网侧发生短路故障时耗散系统的盈余功率,并实现故障穿越.针对全桥型集中式模块化DC Chopper使用IGBT和二极管数目多的问题,提出了一种半桥/全桥混合型集中式模块化DC Chopper拓扑.该拓扑采用半桥子模块替换桥臂中一部分仅起到电压支撑作用的全桥子模块,并根据桥臂电流单向性的特点,省略掉子模块中部分IGBT,仅保留其反并联二极管,大幅降低了设备的成本.在此基础上,针对现有的集中式模块化拓扑控制策略精确度低的问题,进而提出了一种利用方波正半波幅值调节耗散功率、利用占空比平衡桥臂能量的控制策略,实现了对耗散功率和桥臂能量的精确控制.在Matlab/Simulink中开展了海上风电柔性直流输电系统故障穿越的仿真研究,验证了所提出的DC Chopper拓扑及控制方案具有良好的故障穿越效果.