基于电容换流的高压直流断路器研究

柔性直流电网技术面临快速隔离直流侧故障的巨大挑战,直流断路器被认为是直流故障隔离的有效解决方案。针对高压直流断路器普遍存在的直流故障隔离速度慢、换流站侧提供短路电流的水平高等问题,提出了一种新型高压直流断路器拓扑,利用基于电容的换流支路为断路器的可靠、快速分断创造条件,能够快速隔离直流故障,有效限制短路电流水平,降低直流故障对换流阀的冲击。描述了拓扑的结构及工作原理,对故障分断过程进行了理论分析;分析了两种分断策略与拓扑参数的影响关系。通过仿真平台搭建高压直流断路器仿真模型,仿真结果验证了所提直流断路器拓扑隔离直流故障的有效性。

柔性直流系统新型故障限流技术研究

基于模块化多电平换流器的柔性直流输电技术发展迅速,直流侧短路故障电流的开断问题日益成为研究热点。故障限流技术能够有效抑制直流故障电流的快速增长,为直流断路器隔离故障提供有利条件。文中提出一种新型限流电路,利用电容器组合放电实现故障电流限制,配合直流断路器实现快速限流开断。对该电路的结构及工作原理进行阐述,给出电路参数选取方法。利用MATLAB/Simulink建立仿真模型,仿真结果验证了限流电路的有效性。

基于MOSFET的限流式固态断路器及其过电压抑制

针对低压交流场合,对基于功率MOSFET的限流式固态断路器关断过程中的开关管两端电压、主电路中电流变化规律进行详细的理论分析,并提出一种过电压抑制电路,在分析其工作原理的基础上,给出电路参数选择的理论依据。最后,研制一台额定输入电压为220V、限流值为150A的基于MOSFET并联的固态断路器,并进行实验验证。对研发应用在低压交流场合的限流式固态断路器起到较好的理论指导作用。

固定频率正弦波输出LLCC串并联谐振电路研究

针对LLCC串并联谐振电路应用于高频正弦波输出场合,详细分析了LLCC串并联谐振电路的恒流恒压及滤波特性;深入探讨了移相全桥电路拓扑的开关频率与LLCC的串并联谐振频率一致情况下的LLCC滤波特性,得到输出正弦波的THD与LLCC的参数、负载以及占空比等因素的数学关系;详细分析讨论了LLCC的参数对软开关以及滤波特性的影响,讨论了变压器寄生参数对LLCC电路的影响。给出以THD为指标的高频正弦波输出的LLCC谐振电路参数的设计步骤,最后设计实现了10 k W,40 k Hz正弦波输出的真空溅射电源并进行了实验研究和验证,为高频正弦波输出逆变器的设计提供有效的理论指导。

基于HCM5000的混合级联直流输电仿真系统实现与应用

文中介绍了基于许继新一代HCM5000控制保护平台的技术特点与特高压混合级联直流输电系统的基本结构。以特高压混合级联直流输电系统为对象,搭建了基于HCM5000装置的控制保护RTDS仿真平台,阐述了基于HCM5000的特高压混合级联直流输电系统仿真平台从I/O接口及内环逻辑实现方式两个方面进行的改进措施,并对仿真平台的系统架构与配置方案进行了说明。最后,通过将试验结果与国家标准进行对比,验证了仿真结果满足标准要求。结果表明,基于HCM5000的特高压混合级联直流输电控制保护系统仿真平台可以为特高压混合级联直流输电系统的运行特性及控制保护策略研究提供参考依据。

中高压直流输出的固态变压器研究

文章针对高压交流输入、高压直流输出的固态变压器的拓扑及控制展开研究。文章所提拓扑的连接方式为输入串联输出串联(ISOS),实现了中高压直流输出,建立了连续时间域的小信号数学模型,提出电压均衡控制策略。最后,利用MATLAB对所提拓扑及控制策略进行仿真,仿真结果验证了文章方案的正确性。

基于电容加压/续流回路的直流开断原理与仿真

随着柔性直流输电技术在电网中不断得到应用,研究和开发合适的直流断路器已经成为当前智能电网技术的重要发展方向。目前已有的三种主要类型直流断路器通过将短路故障电流转移至MOV吸能支路来实施关断,降低了有效开断速度并增加了MOV阀组的吸能量。为此,本文提出了一种基于电容加压/续流回路的新型直流断路器原理,并进行了仿真,验证了所提原理的优越性,并就基于续流原理的直流开断问题进行了讨论。

基于交错并联LLC拓扑的井下充电机设计

文章介绍了交错并联LLC谐振变换器的原理,设计了LLC谐振参数,并进行了损耗计算。结合目前井下磷酸铁锂电池对充电机的要求,设计了采用DSP为主控芯片的大功率磷酸铁锂电池充电机方案,并进行了PSIM仿真,开发了实验样机。仿真与实验结果表明,采用交错并联LLC技术的充电机具有输出纹波小、效率高,稳定可靠等优点。

超导直流限流断路器研究

针对柔性直流电网的短路故障电流上升速度快、幅值大的特点,基于超导材料的特性,提出一种基于电阻型超导限流单元产生过零点的直流限流断路器拓扑。在理论分析的基础上,结合超导带材在直流冲击试验下的电阻变化情况,建立了电阻型超导限流单元的等效模型。在分析超导直流限流断路器工作原理的基础上,基于MATLAB/Simulink建立了系统仿真模型,对该拓扑进行验证。仿真结果表明,该超导限流断路器对直流系统稳态运行无影响,系统发生短路故障后,能够迅速限制和分断短路电流,提高了柔性直流电网运行的可靠性。