组合电容型混合高压直流断路器的研究

为解决目前大多数混合式直流断路器的成本高、故障电流抑制效果差等缺陷,提出了一种组合电容型混合高压直流断路器。该断路器主要采用预充电电容构成站端部分和线路部分,其中站端部分安装于直流电网的换流站直流出口侧,线路部分安装于每条直流出线上。通过两部分预充电电压给载流支路提供无弧分断条件,同时有效抑制故障电流。在详细描述了所提方案的拓扑结构、工作原理、控制策略以及与现有方案对比后,通过在PLECS中搭建三端环网模型对其进行了验证。结果表明:该方案可实现故障线路的可靠切除,同时预充电电容的存在避免了母线电压崩溃,保证非故障线路的正常运行。特别地,在未来日益复杂的多端直流电网中,站端部分的公用将大幅降低电网的断路器设备成本,具有较好的经济技术特性。     

直流电网潮流控制与短路控制复合装置

随着高压直流输电的发展和直流电网结构的日益复杂,直流系统的潮流调节和短路故障问题日益突出。基于多端柔性直流输电系统的潮流控制和短路故障抑制技术,文中提出了一种用于直流电网的兼具直流潮流控制和短路故障切除的多功能复用装置。该装置不仅能实现潮流在线路之间的灵活控制,而且能够实现对故障电流上升速率的限制和对短路故障的切除。对一个加装了该复合装置的三端直流环网进行研究,分析该复合装置的工作原理、控制策略及运行特性。最后,在PLECS软件中搭建了仿真模型,验证了该装置及其控制策略的可行性和有效性。     

低压直流母线AC-DC电力电子变压器及其短路故障穿越方法

传统的基于半桥型模块化多电平电力电子变压器使用大量的开关器件和无源元件,限制了其功率密度和效率的提高。提出了一种组合全桥型模块化多电平换流器(MMC)和输入侧间接串联型输入串联输出并联DC-DC变换器的电力电子变压器拓扑,MMC输出等级较低的中压直流母线,可减少隔离级DC-DC模块数量,且可以实现故障时的自阻断功能。通过改变DC-DC变换器模块输入侧的串联连接方式,可有效避免中压直流端口短路时导致DC-DC变换器输入侧电容短路问题。该电力电子变压器拓扑同时具备中压和低压直流端口,且可以有效降低开关器件、无源元件、高频变压器以及DC-DC变换器模块数量,提高电力电子变压器的功率密度、效率和故障穿越能力。最后基于MATLAB/Simulink,搭建了该电力电子变压器的仿真模型,仿真结果验证了该拓扑的可行性。