考虑电气化铁路谐波特性的无源滤波器设计

为避免牵引供电系统的谐波传递到上级系统变电站,对公用电网电能质量造成不利影响,提出一种安装在牵引站的无源滤波器设计方案,治理牵引供电系统的谐波向系统变电站的传递问题。基于系统变电站实测数据,设计单调谐滤波器用以滤除低次谐波兼具无功补偿功能,设计过程中考虑了滤波器参数偏差以及系统阻抗变化等因素的影响;设计阻波高通滤波器用以抑制高次特征谐波和谐波谐振,设计过程中考虑了系统频率偏差以及电容器偏差、故障下对阻波高通滤波器阻抗特性的影响。基于PSCAD车网源联合仿真模型,模拟牵引供电系统的特征谐波和谐波谐振以及牵引站的谐波治理过程,仿真结果表明,所设计的无源滤波器能有效抑制特征谐波和谐波谐振。

功率开关失效下的电力电子变压器故障特性分析与仿真

文中介绍了电力电子变压器输入级、隔离级和输出级通常采用的拓扑结构;选取了具有直流故障闭锁功能的钳位双子模块型模块化多电平换流器、双主动桥和三相逆变器作为研究对象,对电力电子变压器输入级、隔离级和输出级换流器在功率开关短路故障和开路故障下的故障特性进行了理论分析;基于PSCAD仿真平台,搭建了10 k V电力电子变压器仿真模型,对所分析的故障类型进行了仿真验证,证明了理论分析的正确性;依据理论分析和仿真结果,对各类故障下的故障特性进行了统计,指出了对电力电子变压器影响较大的故障类型。

交直交型电力机车网侧变流器谐波电流分析与仿真

介绍了CRH2和HXD2两种型号电力机车网侧变流器的工作原理和控制策略,采用双边傅里叶变换的方法分析了网侧变流器输入电流谐波产生的机理,得出了在机车功率和接触网电压改变时谐波电流变化的规律。基于PSCAD平台搭建了相应的仿真模型,验证了分析的正确性。

基于MMC的配电网电力电子变压器故障特性分析

介绍了配电网电力电子变压器输入级、隔离级和输出级通常采用的拓扑结构;选取了半桥子模块型模块化多电平换流器、双有源桥和三相逆变器作为研究对象,基于PSCAD仿真平台,搭建了10k V配电网电力电子变压器仿真模型;对电力电子变压器中可能出现的故障类型,包括交流输入侧故障、中压直流侧故障、低压直流侧故障以及功率开关元件故障等进行了理论分析与仿真验证;对各类故障下电力电子变压器的过电压、过电流水平进行了分类统计,指出了对配电网电力电子变压器影响较大的故障类型。

基于MMC的配电网电力电子变压器接地设计及故障特性分析

对基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的配电网电力电子变压器在发生交流输入侧单相接地故障、中压直流侧单极接地故障、低压直流侧单极接地故障以及交流输出侧单相接地故障下的故障特性进行了分析。参考MMC-UPFC、MMC-HVDC以及低压交流配电网现有的接地方案,提出适用于配电网电力电子变压器的接地方式:交流输入侧接地变压器接地、交流输入侧大电抗接地、中压直流侧大电阻接地、低压直流侧电容中点接地以及交流输出侧接地变压器接地。对上述接地故障在不同接地方式下的故障特性进行了对比分析,并通过PSCAD仿真平台对所分析接地方式及故障特性进行了仿真验证。最后,基于故障特性分析结果并考虑目前的制造技术,提出了输入侧、输出侧分别采用接地变压器接地作为目前配电网电力电子变压器接地方式的建议。

基于MMC的电力电子变压器保护系统研究

介绍了基于MMC的电力电子变压器主电路拓扑及运行原理;对其可能出现的故障类型配置了相应的故障量测点以及保护方法;对MMC型电力电子变压器中存在的特殊故障及保护问题进行了详细分析,包括交流输入侧接地电阻的选择对交流侧接地故障和直流侧单极接地故障的影响,直流双极短路故障发生后采用具有直流故障电流抑制能力的箝位双子模块替换半桥子模块之后产生的过电压问题,以及电力电子变压器隔离级串联电容迅速放电产生冲击过电流问题;针对以上问题提出了相应的保护应对策略,并通过PSCAD仿真证明了所提策略的正确性和有效性。

配电网电力电子变压器故障清除及保护技术综述

对电力电子变压器(PET)配置保护系统是保证其在工程应用中安全稳定运行的重要措施。文章以AC-DC-AC型PET为例,简单介绍了其输入级、隔离级和输出级通常采用的拓扑结构,包括模块化多电平变流器、双有源桥、三相逆变器等,对其在运行中可能发生的故障进行了归纳,对相应的故障清除及保护技术进行了分析与讨论;然后对配电网中经常发生的故障进行了分类总结,介绍了故障发生时PET所承受的电应力以及相应的保护配置策略。最后,对PET故障清除及保护技术方面亟待解决的问题进行了分析,给出了今后的重点研究方向。

电动汽车接入的电力电子变压器低压直流侧拓扑

为方便电动汽车接入电网实现电动汽车充放电功能,提出一种电动汽车接入的具有交直流切换技术的电力电子变压器低压直流侧拓扑。通过对电动汽车充电负荷曲线与基础交流负荷曲线两者的关系及峰值时刻的功率进行分析,提出一种容量配置方案,结合实例说明了所提拓扑具有节省变压器容量、提高容量利用率的特色。在PSCAD仿真环境下搭建了仿真模型,通过仿真验证了所提拓扑及采用控制策略的可行性。

功率开关故障情况下MMC型电力电子变压器的故障穿越运行策略

基于模块化多电平结构的电力电子变压器输入级、隔离级和输出级均包含大量的IGBT和续流二极管。针对各层级IGBT和续流二极管在开路故障和短路故障下的电路拓扑和故障特性进行了分析,根据电力电子变压器各层级的特点,设计了相应的冗余方案以实现故障穿越:输入级采用子模块热备用冗余;隔离级首先对双有源桥进行了改进,通过在其串联电容侧并联半桥模块以便于单级双有源桥的切除,以此为基础为隔离级配置了热备用的冗余;输出级逆变器采用桥臂冗余。最后,通过仿真验证了所提故障穿越运行策略的有效性。

基于电力物联网的社区综合能源系统

传统的社区电网系统存在一定的不足,已经不能很好适应如今社区居民的生活。文中聚焦"未来社区"中未来低碳、未来交通、未来服务等场景的探索建设,提出一种基于电力物联网的社区综合能源系统,并对系统的功能进行设计和使用的技术进行阐述,通过电力物联网技术最终实现社区用能设备之间互联互通、社区电力荷载动态分配、屋顶光伏系统就近利用以及电力设备状态检测。该系统在绍兴滨海新区进行了试点应用,打造完成了基于电力物联网的综合未来社区示范区,效果显著,达到了预期目标。