M3C子模块故障诊断及在线监测方法研究

M3C(模块化多电平矩阵式换流器)子模块数量众多,常规故障检测和定位方法存在效率低、覆盖性不足、等效性差等问题。实现子模块IGBT(绝缘栅双极型晶体管)批量化非侵入故障检测和子模块电容的在线监测,对于M3C换流站的稳定运行尤为重要。为此,设计了一种基于低压交流源预充电方法的子模块IGBT非侵入式故障检测和定位策略,并提出一种基于子模块电容电压跳变特征和卡尔曼滤波算法的子模块电容状态参数综合在线监测方法。在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建M3C换流站模型进行验证,仿真结果表明所提出的方法能高效准确地实现故障的检测定位以及电容状态的在线监测。

海上风电M3C换流器虚拟同步发电机控制

文中在分频海上风电送出的场景下,针对模块化多电平矩阵式换流器(modular multilevel matrix converter,M3C)的控制策略展开研究,将M3C系统与传统旋转同步发电机系统在结构参数和运动方程上进行对比,分析M3C变频器模拟同步发电机外特性的可行性。以换流器参与系统频率调节和稳定系统电压为目标,基于虚拟同步发电机控制理论,设计M3C换流器虚拟同步发电机控制方案,建立一种适用于分频海上风电M3C换流器的控制策略。最后利用PSCAD/EMTDC仿真平台,验证了该控制策略的正确性,并在相同系统结构和参数下,将该控制策略同双dq变换的解耦控制策略进行对比仿真研究。结果表明,虚拟同步发电机控制策略能够使变频器具有惯性和阻尼特性,可以参与系统频率调节,并且具有良好的控制响应特性。