一种新型串联单链式模块化多电平变换器

模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)是中压直流配电网中应用较为广泛的拓扑结构,但是庞大的开关器件数量、较多的子模块数量导致成本增长与损耗增加,设备体积与空间限制等因素制约了MMC的进一步发展。为解决这些问题,该文提出一种串联单链式模块化多电平变换器(series single chain-link MMC,SSC-MMC),4组由半桥子模块组成的桥臂经串联接入直流端口,桥臂连接处引出交流端口,在交流输出侧经隔直模块抵消直流偏置电压,从而产生三相交流电压。该拓扑相较于传统三相MMC可减少2/3的子模块数量,从而降低变换器的制造成本与体积。该文详细给出SSC-MMC的运行原理,提出SSC-MMC的控制策略与调制策略,并对拓扑结构中的关键参数进行分析设计。对SSC-MMC与常见传统MMC及SMMC的拓扑结构从多个方面进行对比分析。最后利用Matlab/Simulink对SSC-MMC进行仿真验证,并制作样机进行实验测试,仿真与实验结果验证了该文拓扑的可行性与控制策略的有效性。

基于磁屏蔽型超导限流器的双馈感应风力发电机低电压穿越

风能并网导则要求并网风电机组需具备低电压穿越能力。针对双馈感应风力发电机在故障期间保持并网运行问题,提出一种磁屏蔽型超导限流器串于定子侧的解决方案。基于该限流器正常运行时阻抗极小、故障瞬间立即响应为一定阻抗,结合短路故障分析,建立限流器物理仿真模型,并对低电压穿越指标进行数学推理分析论证。该限流器可以减弱定子磁链暂态分量的冲击,改善转子过电流,削减电磁转矩振幅与振荡时间,整体提高双馈感应风力发电机故障穿越能力。最后通过Matlab/Simulink仿真验证该限流器的有效性。

Bi-2223高温超导带材液氮汽化温度以上温区临界电流特性研究

(Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3O10(Bi-2223)高温超导带材是目前实现商业化应用的高温超导导线之一,其超导临界转变温度为105~110 K,高于另一种得到商业化应用的高温超导导线REBa2Cu3O7涂层导体带材的超导临界转变温度(90~93 K).在液氮汽化温度(77 K)以上,Bi-2223带材还有较大的超导温度区间.为了掌握其在77 K以上温区的超导载流特性,在该温区对两种不同的Bi-2223带材样品的临界电流进行了测量,并对测量结果进行了总结分析.在测量时对样品施加不同强度和角度的磁场,研究磁场强度和磁场角度在此温区内对样品临界电流的影响,得到了在温度范围77~92 K、外加磁场强度范围0~0.2 T、磁场角度变化范围0°~90°条件下的测量结果.结果表明,Bi-2223超导带材在92 K时仍可承载具有实际使用意义的超导电流:在无外加磁场或外加磁场接近于平行场且不大于0.1 T的条件下,临界电流仍可保持为其在77 K自场下临界电流的40%~50%.本研究结果对其在该温区的应用有重要的参考价值,为开拓超导电缆应用范围提供一些基础信息.